基于各向异性混合硬化本构模型的建立及应用研究
发布时间：2022-02-24 19:07
在进行板材冲压成形数值模拟分析时,本构模型是影响数值模拟精度的重要因素。随着冲压件形状越来越复杂,各部分变形不均匀性增强,局部变形区域可能产生反复加载或循环加载,本构模型能否准确反应材料不同变形区复杂加载条件下的成形效果,已成为当前冲压成形领域的研究热点。考虑板材的方向性特征、加载过程中可能产生的Bauschinger效应及加工硬化特征,建立更准确的、适用性强的新型材料本构关系,对提高板材冲压成形问题的数值模拟精度具有重要意义。本文基于弹塑性本构理论,选用Hill48各向异性屈服准则,并结合Voce各向同性硬化模型和Armstrong-Frederic非线性随动硬化模型,建立了一个满足各向异性屈服及混合硬化特征的材料弹塑性本构模型,推导了弹塑性矩阵公式,并借助FORTRAN汇编语言编写了ABAQUS有限元分析软件的用户材料子程序,完成了该本构模型的数值化;通过薄板循环拉伸-压缩实验系统,获取了DC54D+ZF、B170P1、B210P1和DP590几种板材的循环变形应力-应变曲线,并利用通用全局优化算法,分别确定了各板材拉伸变形和压缩变形条件下本构模型的材料参数;利用ABAQUS软件对...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 弹塑性本构模型的发展及研究现状
1.3 金属薄板循环拉伸-压缩实验的研究现状
1.4 本构模型材料参数的确定方法
1.5 主要研究内容
第2章 各向异性混合硬化本构模型的建立与数值实现
2.1 引言
2.2 本构模型的建立
2.2.1 Hill48 屈服准则
2.2.2 混合硬化模型
2.2.3 弹塑性本构关系的建立
2.3 本构模型的数值实现
2.3.1 ABAQUS及用户材料子程序
2.3.2 应力-应变更新算法
2.3.3 应力-应变更新计算
2.3.4 一致切线刚度矩阵
2.3.5 用户材料子程序设计与说明
2.4 本章小结
第3章 基于循环拉伸-压缩曲线及优化算法的本构模型材料参数确定
3.1 引言
3.2 薄板循环拉伸-压缩变形的实验研究
3.2.1 薄板循环拉伸-压缩实验系统
3.2.2 薄板循环拉伸-压缩实验方案
3.2.3 实验结果分析
3.3 基于优化算法的本构模型材料参数确定
3.3.1 1stOpt软件功能
3.3.2 拉伸分支材料参数的确定
3.3.3 压缩分支材料参数的确定
3.4 本章小结
第4章 开发本构模型在板材循环变形问题中的应用
4.1 引言
4.2 ABAQUS中的混合硬化材料本构模型
4.3 薄板循环拉伸-压缩问题的模拟分析
4.3.1 有限元模型的建立
4.3.2 数值模拟结果对比分析
4.4 板材通过拉深筋循环变形问题的模拟分析
4.4.1 有限元模型的建立
4.4.2 不同本构模型模拟结果对比分析
4.4.3 不同板材模拟结果的对比分析
4.5 本章小结
第5章 开发本构模型在锥盒形件拉深成形中的应用
5.1 引言
5.2 锥盒形件拉深成形问题的数值模拟
5.2.1 锥盒形件的几何特征与毛坯形状尺寸的确定
5.2.2 锥盒形件拉深成形的模拟分析
5.3 锥盒形件拉深成形的实验验证
5.3.1 实验模具与实验条件
5.3.2 实验结果分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]《中国制造2025》解读与体会[J]. 郑国伟. 制造技术与机床. 2018(09)
[2]基于非关联流动规律的Gotoh屈服准则的参数确定方法[J]. 王海波,周伟,阎昱,李强,何东. 力学学报. 2018(05)
[3]一种自紧厚壁圆筒非线性混合硬化模型及残余应力分析[J]. 符史仲,杨国来. 兵工学报. 2018(07)
[4]一种考虑包辛格效应的等效拉深筋模型[J]. 韩超,董湘怀. 锻压技术. 2017(04)
[5]一种基于Chaboche理论的混合硬化模型及其在回弹仿真中的应用[J]. 余海燕,王友. 机械工程学报. 2015(16)
[6]一种超细晶材料的混合硬化模型及其数值模拟[J]. 郑战光,谢昌吉,孙腾,袁帅. 机械工程学报. 2014(20)
[7]Chaboche强化模型的使用条件及适用性[J]. 胡晶,吕亚洲,项辉宇,刘志阳,李晓星. 塑性工程学报. 2013(06)
[8]板料屈服行为及强化规律的研究进展[J]. 王文平,刁可山,吴向东,万敏. 机械工程学报. 2013(24)
[9]金属材料本构模型的研究进展[J]. 彭鸿博,张宏建. 机械工程材料. 2012(03)
[10]板料冲压成形工艺与模具设计制造中的若干前沿技术[J]. 李光耀,王琥,杨旭静,郑刚. 机械工程学报. 2010(10)
硕士论文
[1]冲压用高强钢板循环加载力学性能的研究[D]. 李鹏.燕山大学 2017
[2]适用于循环加载的弹塑性本构模型的建立及应用[D]. 辛策.燕山大学 2017
[3]基于Hill48屈服准则的非线性随动硬化本构模型及应用[D]. 张青.燕山大学 2016
[4]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]. 殷忠晴.燕山大学 2016
本文编号：3643338
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 弹塑性本构模型的发展及研究现状
1.3 金属薄板循环拉伸-压缩实验的研究现状
1.4 本构模型材料参数的确定方法
1.5 主要研究内容
第2章 各向异性混合硬化本构模型的建立与数值实现
2.1 引言
2.2 本构模型的建立
2.2.1 Hill48 屈服准则
2.2.2 混合硬化模型
2.2.3 弹塑性本构关系的建立
2.3 本构模型的数值实现
2.3.1 ABAQUS及用户材料子程序
2.3.2 应力-应变更新算法
2.3.3 应力-应变更新计算
2.3.4 一致切线刚度矩阵
2.3.5 用户材料子程序设计与说明
2.4 本章小结
第3章 基于循环拉伸-压缩曲线及优化算法的本构模型材料参数确定
3.1 引言
3.2 薄板循环拉伸-压缩变形的实验研究
3.2.1 薄板循环拉伸-压缩实验系统
3.2.2 薄板循环拉伸-压缩实验方案
3.2.3 实验结果分析
3.3 基于优化算法的本构模型材料参数确定
3.3.1 1stOpt软件功能
3.3.2 拉伸分支材料参数的确定
3.3.3 压缩分支材料参数的确定
3.4 本章小结
第4章 开发本构模型在板材循环变形问题中的应用
4.1 引言
4.2 ABAQUS中的混合硬化材料本构模型
4.3 薄板循环拉伸-压缩问题的模拟分析
4.3.1 有限元模型的建立
4.3.2 数值模拟结果对比分析
4.4 板材通过拉深筋循环变形问题的模拟分析
4.4.1 有限元模型的建立
4.4.2 不同本构模型模拟结果对比分析
4.4.3 不同板材模拟结果的对比分析
4.5 本章小结
第5章 开发本构模型在锥盒形件拉深成形中的应用
5.1 引言
5.2 锥盒形件拉深成形问题的数值模拟
5.2.1 锥盒形件的几何特征与毛坯形状尺寸的确定
5.2.2 锥盒形件拉深成形的模拟分析
5.3 锥盒形件拉深成形的实验验证
5.3.1 实验模具与实验条件
5.3.2 实验结果分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]《中国制造2025》解读与体会[J]. 郑国伟. 制造技术与机床. 2018(09)
[2]基于非关联流动规律的Gotoh屈服准则的参数确定方法[J]. 王海波,周伟,阎昱,李强,何东. 力学学报. 2018(05)
[3]一种自紧厚壁圆筒非线性混合硬化模型及残余应力分析[J]. 符史仲,杨国来. 兵工学报. 2018(07)
[4]一种考虑包辛格效应的等效拉深筋模型[J]. 韩超,董湘怀. 锻压技术. 2017(04)
[5]一种基于Chaboche理论的混合硬化模型及其在回弹仿真中的应用[J]. 余海燕,王友. 机械工程学报. 2015(16)
[6]一种超细晶材料的混合硬化模型及其数值模拟[J]. 郑战光,谢昌吉,孙腾,袁帅. 机械工程学报. 2014(20)
[7]Chaboche强化模型的使用条件及适用性[J]. 胡晶,吕亚洲,项辉宇,刘志阳,李晓星. 塑性工程学报. 2013(06)
[8]板料屈服行为及强化规律的研究进展[J]. 王文平,刁可山,吴向东,万敏. 机械工程学报. 2013(24)
[9]金属材料本构模型的研究进展[J]. 彭鸿博,张宏建. 机械工程材料. 2012(03)
[10]板料冲压成形工艺与模具设计制造中的若干前沿技术[J]. 李光耀,王琥,杨旭静,郑刚. 机械工程学报. 2010(10)
硕士论文
[1]冲压用高强钢板循环加载力学性能的研究[D]. 李鹏.燕山大学 2017
[2]适用于循环加载的弹塑性本构模型的建立及应用[D]. 辛策.燕山大学 2017
[3]基于Hill48屈服准则的非线性随动硬化本构模型及应用[D]. 张青.燕山大学 2016
[4]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]. 殷忠晴.燕山大学 2016
本文编号：3643338
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3643338.html
