基于Hill48屈服准则的非线性随动硬化本构模型及应用

发布时间：2017-10-11 09:05

  本文关键词：基于Hill48屈服准则的非线性随动硬化本构模型及应用

  更多相关文章： 板料循环加载 非线性随动硬化 本构模型 UMAT子程序 拉深筋数值模拟

【摘要】：金属薄板成形过程中,板料拉伸后压缩、弯曲后反弯曲等变形不仅会产生Bauschinger效应,而且还会使其方向性增强,从而使各向同性理论不再适用。本文针对此类问题,通过研究板料在循环加载状态下的变形行为,建立了一种非线性随动硬化本构模型,并将其用于拉深筋数值分析中。在基础理论方面,论文基于平面应力假设和Hill48各向异性屈服准则,采用A-F非线性随动硬化模型建立了考虑Bauschinger效应的非线性材料本构模型,给出了材料模型中各参数的求取方法,推导了本构关系弹塑性矩阵。根据有限元理论以及应力更新算法,利用泰勒展开式形式,完成了本构模型的数值实现。采用Fortran语言进行程序编写,通过ABAQUS有限元软件提供的UMAT接口实现了本构模型的二次开发,经由算例验证了UMAT子程序的正确性。应用上述非线性随动硬化本构模型,通过有限元数值模拟方法对拉深筋的变形过程进行了分析。通过单向拉伸试验获得了热镀锌深冲钢板DC54D+ZF板料的力学性能参数,得到了有限元数值模拟所需的材料常数。建立了单元拉深筋模型,采用开发的材料本构模型和ABAQUS自带模型分析了板料经过拉深筋时的变形情况。结合实验探讨了拉深筋结构参数对拉深筋阻力和板料应变状态的影响。结果表明,基于Hill48准则开发的材料模型比ABAQUS中的各向同性模型的计算结果更接近实验结果。
【关键词】：板料循环加载 非线性随动硬化 本构模型 UMAT子程序 拉深筋数值模拟
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG306
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 引言9
• 1.2 材料的本构模型及其研究现状9-12
• 1.2.1 本构模型的含义9-10
• 1.2.2 国内外研究现状10-12
• 1.3 本构模型的有限元实现12-14
• 1.4 本文主要研究内容14-15
• 第2章 基于Hill48准则的非线性硬化本构关系15-23
• 2.1 引言15
• 2.2 基本假设15
• 2.3 Hill48屈服准则及其参数确定15-18
• 2.3.1 Hill48屈服准则15-17
• 2.3.2 屈服函数表达式中的参数确定17-18
• 2.4 A-F非线性硬化模型及参数18-20
• 2.5 非线性硬化本构关系的建立20-22
• 2.6 本章小结22-23
• 第3章 非线性随动硬化本构模型的数值实现23-36
• 3.1 引言23
• 3.2 应力更新算法23-25
• 3.3 本构模型的用户材料子程序开发25-33
• 3.3.1 ABAQUS及用户材料子程序25-27
• 3.3.2 非线性硬化本构关系的数值实现27-31
• 3.3.3 非线性硬化UMAT程序设计31-33
• 3.4 子程序的验证33-35
• 3.5 本章小结35-36
• 第4章 本构模型在拉深筋数值分析中的应用36-47
• 4.1 引言36
• 4.2 有限元分析模型36-42
• 4.2.1 几何模型36-38
• 4.2.2 网格划分及接触边界条件38
• 4.2.3 单元类型及截面属性38-39
• 4.2.4 材料模型及计算过程39-42
• 4.3 板料通过拉深筋的变形过程数值分析42-46
• 4.4 本章小结46-47
• 第5章 板料经过拉深筋的模拟实验和结果分析47-63
• 5.1 引言47
• 5.2 拉深筋单元模拟实验47-49
• 5.3 板料受到拉深筋阻力结果对比49-52
• 5.4 板料厚度方向塑性应变结果对比52-56
• 5.5 板料长度方向塑性应变和等效塑性应变结果对比56-61
• 5.6 本章小结61-63
• 结论63-64
• 参考文献64-68
• 致谢68

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 宋志平;程羽;;拉深筋阻力模型在模拟分析中的应用与比较[J];机床与液压;2008年04期

2 丁国,王志恒;环形拉深筋阻力计算及影响因素分析[J];内蒙古工业大学学报(自然科学版);2000年02期

3 丁国,王志恒;环形拉深筋阻力计算及影响因素分析[J];塑性工程学报;2000年04期

4 金淼;方形拉深筋力能特性的数值模拟研究[J];燕山大学学报;2001年03期

5 杨玉英,金朝海,王荣芳,邢忠文;拉深筋成形二维弹塑性有限元数值模拟[J];塑性工程学报;2001年01期

6 金淼 ,郭宝锋 ,李硕本 ,聂绍珉;半圆形拉深筋尺寸参数对其阻力的影响[J];塑性工程学报;2003年01期

7 金淼,吴生富,郭宝锋,聂绍珉;双重拉深筋力能特性的实验研究[J];中国机械工程;2004年04期

8 孙琳琳;栾贻国;董桂伟;;拉深件模口形状与拉深筋设置关系的模拟实验研究[J];锻压装备与制造技术;2006年02期

9 史东才;郭成;程羽;吴华英;宋志平;;拉深筋约束力模型及试验研究[J];西安交通大学学报;2006年07期

10 宋志平;程羽;;半圆形拉深筋阻力的试验研究[J];模具工业;2007年11期

中国重要会议论文全文数据库 前4条

1 金淼;聂绍珉;郭宝锋;李硕本;;双重拉深筋力能特性的实验研究[A];第八届全国塑性加工学术年会论文集[C];2002年

2 金淼;聂绍珉;郭宝锋;李硕本;;双重拉深筋力能特性的实验研究[A];制造业与未来中国——2002年中国机械工程学会年会论文集[C];2002年

3 邢忠文;徐宏志;杨玉英;;拉深筋阻力的数值模拟[A];中国机械工程学会锻压学会第六届学术年会论文集[C];1995年

4 李娜;金淼;郭宝峰;李群;;基于PLC的拉深筋实验台电液控制系统改造设计[A];中国机械工程学会流体传动与控制分会第六届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2010年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 金淼;板料成形中拉深筋的力学性能及影响因素研究[D];燕山大学;2000年

2 阳德森;基于可控拉深筋技术的高强度钢板拉深性能优化及回弹分析[D];重庆大学;2010年

3 李群;板材在拉深筋中的循环变形特征及后续成形性能研究[D];燕山大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 吴小涛;拉深筋反求优化方法研究[D];燕山大学;2007年

2 张万才;基于实验拟合的拉深筋的等效模型研究及其在一步逆算法中的应用[D];吉林大学;2012年

3 殷忠晴;拉深筋结构参数对高强钢板后续成形性能影响试验研究[D];燕山大学;2016年

4 刘鹏;基于ABAQUS软件的等效拉深筋模型开发及应用[D];燕山大学;2016年

5 张青;基于Hill48屈服准则的非线性随动硬化本构模型及应用[D];燕山大学;2016年

6 胡江波;汽车覆盖件冲压成形中的拉深筋工艺优化与设计[D];华中科技大学;2007年

7 邢宇;拉深筋的力能特性的实验研究[D];燕山大学;2006年

8 林秀秀;基于面向对象的拉深筋设计系统研究[D];合肥工业大学;2008年

9 马正鹏;物理拉深筋对高强钢板成形质量影响的数值模拟及其结构参数优化[D];山东大学;2009年

10 郭华英;拉深筋的力能特性及对板材后续成形影响的研究[D];燕山大学;2005年

，

本文编号：1011642