X80级管线钢非线性弹性卸载耦合损伤本构模型及其回弹研究

发布时间：2021-02-20 12:00

　　回弹是板料成形过程中存在的关键问题,直接影响材料成形后的形状尺寸精度。通过大量研究发现,板料成形过程的应力分布情况和卸载过程的弹性回复应变是影响回弹计算的主要因素,而塑性变形过程中的损伤和卸载过程中应力与应变的非线性变化直接影响板料应力分布情况和弹性回复应变,损伤和非线性弹性卸载已经成为目前回弹计算的研究热点。本文以双相结构（B+PF）X80管线钢为研究对象,通过实验分析该材料的非线性弹性卸载行为。同时基于Lemaitre连续介质损伤模型和准静态非线性卸载QPE本构模型,且考虑了Bauschinger效应和卸载过程中滞回环现象,构建了QPE耦合损伤的QPE-Damage非线性混合强化本构模型,开发了相应的数值算法,并将成果成功应用于管线钢的弯曲回弹分析中。本文的主要研究内容如下:（1）以双相结构（B+PF）X80高强度管线钢为研究对象,通过单向拉伸实验和循环加载-卸载实验,研究了塑性变形过程中弹性模量的变化规律及非线性弹性卸载行为,为后续本构模型奠定了基础。（2）为准确地描述非线性弹性卸载行为、损伤行为和Bauschinger效应,构建了QPE-Damage非线性混合强化本构模型。（3... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

线性弹性卸载过程示意图

燕山大学工学硕士学位论文移除，材料产生卸载后，弹性应变恢复，因此弹复后的应变p x e 应变可以根据胡克定律得到xeE 可知，回弹量主要取决于两个方面，其一是卸载阶段的弹性计算过程，通常认为弹性模量是一个定值，但实际情况并非管线钢进行了循环加载-卸载-再加载实验，如图 1-2 所示，结并非恒定不变，而是随着塑性变形增大不断变化，卸载过程象。而且卸载过程中真实应力与真实应变曲线呈非线性变化载行为，该行为不同程度地影响着板料的成形质量与回弹计

该现象显著的影响钢管的成形质量，已成为管题。材料的卸载行为决定了回弹的弹性应变，由于该材较高的应力水平，在回弹计算中必须考虑弹性模量的变化章以双相结构(B+PF)X80 高强度管线钢为研究对象，通卸载实验，从割弦模量和切线模量着手，研究材料弹性模量性成形过程中的回弹量奠定基础。料选取双相结构(B+PF)X80 高强度管线钢，其主要化学成分表 2-1 双相结构(B+PF)X80 高强度管线钢的化学成分C Si Mn P S 0.0931 0.25 1.5 <0.00005 0.0005 0.1织如图 2-1 所示

【参考文献】：
期刊论文
[1]Lemaitre等向硬化弹塑性损伤耦合本构模型积分算法及程序实现[J]. 王军祥,姜谙男.  工程力学. 2015(02)
[2]国内外高钢级管线钢的发展及应用[J]. 张斌,钱成文,王玉梅,张玉志.  石油工程建设. 2012(01)

博士论文
[1]基于损伤理论的铝合金板料成形极限研究[D]. 张学广.吉林大学 2016
[2]X80管线钢的塑性增强机制的研究[D]. 刘觐.北京科技大学 2015
[3]冲压成形中破裂和回弹的细观损伤力学分析[D]. 陈志英.上海交通大学 2009

硕士论文
[1]循环加载下超高强钢力学性能表征研究[D]. 秦继.北方工业大学 2017
[2]汽车用高强塑第三代薄板钢非弹性回复行为的研究[D]. 于婷.吉林大学 2015
[3]延性金属弹塑性损伤模型研究与应用[D]. 李红孝.西安建筑科技大学 2014
[4]功能梯度材料疲劳寿命预测[D]. 贺蓉辉.哈尔滨工业大学 2013



本文编号：3042739