基于塑性拉伸失稳理论的板料成形极限预测

发布时间：2017-12-07 16:23

  本文关键词：基于塑性拉伸失稳理论的板料成形极限预测

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【摘要】：板料加工直至达到塑性失稳之前能够获得的最大的变形程度被称为它的成形极限。成形极限曲线作为最简便直观的判断板料成形性能的工具,通过定量描述板材的成形极限,在实际应用中有效地解决了板材冲压的诸多问题。它可以通过试验测定和理论计算两种方法获得。其中理论计算主要是通过采用不同的本构关系表征材料的塑性力学行为,并以塑性失稳准则作为判断颈缩或者破裂发生的条件来进行的。本文在计算时使用了弹塑性材料以及引入Lemaitre损伤理论的弹塑性材料的本构模型对金属的力学行为进行表征。本构模型通过用户自定义子程序UMAT嵌入有限元软件ABAQUS,采用四阶Runge-Kutta迭代算法进行应力更新。本文共研究了Hill一般性分叉失稳理论、极限点分叉理论、Swift最大拉力理论、小变形下的硬化模量理论和Rice理论共五个失稳理论,并通过使用与本构模型一致的变量符号给出了各个理论下失稳条件的数学表达方法,不仅从理论上建立了它们之间的联系,而且方便结合本构模型进行成形极限应变的计算。计算使用了只包含一个积分点的单个单元,加载方式为位移加载。本文计算了同样的材料模型在不同失稳理论下的成形极限曲线,发现Hill一般性失稳理论与Swift最大拉力理论在预测材料分散性颈缩极限时基本等价,同时在小变形条件下,一般性失稳理论、极限点分叉理论、硬化模量理论三者预测得到了同样的分散性颈缩极限曲线,而Rice理论预测的集中性颈缩极限曲线在拉-拉区明显高于前三者预测的分散性颈缩极限曲线。本文还研究了各向同性硬化指数和强度系数以及与损伤演化有关的四个材料参数对材料成形极限的影响。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG386

【参考文献】

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1 徐刚,鲁洁,黄才元;金属板材冲压成形技术与装备的现状与发展[J];锻压装备与制造技术;2004年04期

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本文编号：1263014