不同应力状态5A06铝合金板材断裂预测

发布时间：2017-12-03 19:28

  本文关键词：不同应力状态5A06铝合金板材断裂预测

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【摘要】：破裂是冲压成形中最常见的缺陷之一,准确的预测冲压成形中出现的破裂缺陷,并及时修正模具和成形工艺参数对于减低生产过程中的废品率和提高生产效率具有重要意义。冲压成形中破裂缺陷的传统预测方法是成形极限图,但成形极限图的应变路径相关性影响了其对复杂应变路径条件下断裂预测的准确性。近年来基于损伤力学的断裂准则在塑性加工中应用越来越广,但这些模型建立的出发点和基本思想不同,这些模型并不能适用于所有的应力状态。研究不同的损伤断裂准则的合理适用应力区间,对于将这些断裂准则合理的应用在塑性加工中具有重要意义。本文设计了四类具有不同应力状态的拉伸试样,选择应力三轴度作为应力状态表征参数,通过实验和数值模拟的方法研究了不同类型拉伸试样断裂部位的应力三轴度分布情况,并通过扫描电镜观察了不同应力状态下材料发生断裂时的断口形貌特征,分析了其断裂机理。通过实验和数值模拟相结合的方法确定了Johnson-Cook断裂模型和GTN断裂模型的参数,并用这两个模型预测四类缺口试样的拉伸断裂行为,与相应的实验结果对比后得知,Johnson-Cook模型适合于预测中低应力三轴度条件下发生的断裂行为,GTN模型适合于预测中高应力三轴度条件下发生的断裂行为。进行了半椭球件的液压胀形实验,并用Johnson-Cook模型和GTN模型预测了其破裂行为。结果表明:半椭球件发生破裂部位的应力三轴度在0.55-0.7之间,属于高应力三轴度范围;Johnson-Cook模型的预测结果存在较大偏差,而GTN模型则可较准确的预测半椭球件的破裂部位、破裂压力、破裂时的胀形高度和破裂时的最小壁厚等参数。这印证了由缺口试样研究所得的关于这两种模型合理适用应力区间的结论,说明此结论可以应用在一般冲压成形的破裂预测中。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.21

【参考文献】

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本文编号：1249797