基于有限元逆向优化法识别22Mn B5板硬化模型参数

在车辆碰撞过程的数值模拟仿真中,硬化模型的类型及其表征精度对于分析结果的精度有着直接影响.为了更加科学地选取最优硬化模型并得到其精确参数,本文采用有限元模拟软件与优化软件相结合的有限元逆向优化方法,同时结合热成形22MnB5高强钢板在不同变形速率下的单向拉伸试验,对Swift、Voce以及Hockeet/Sherby三种硬化模型自动进行参数识别优化,得到了不同应变速率下的最优硬化模型及其相关参数;根据优化得到的硬化模型参数,建立起了不同应变速率下表征材料变形的仿真卡片,用于有限元软件标定22MnB5高强钢在各个应变速率下的应力-应变曲线以便应用于模拟仿真;结合数字图像相关(DIC)方法对试验数据与优化得到的模拟结果进行对标,发现22MnB5高强钢在硬化阶段的应力值逐渐趋向于某一定值,饱和类的硬化模型对其变形行为的表征精度更高.通过对单向拉伸试验过程的位移-载荷与局部应力-应变进行模拟和对标,发现Hockeet/Sherby硬化模型在各个应变速率下的表征精度均为最高.另外,设计了R5缺口、R20缺口、纯剪以及拉剪4种工况下的拉伸试验,并对所建立的材料卡片进行仿真验证,均得到很好的对标效果.结果表明,所建立的热成形22MnB5高强钢材料卡片适用性良好,采用有限元逆向优化方法确定硬化模型参数的方法精度高且方便可行.

薄壁件热熔钻孔技术及发展现状

热熔钻是一种新兴的轻量化结构连接方法,它能在板料上生成衬套并实现单侧无屑连接,同时具备可拆卸等特性,现从热熔钻连接的工艺方法、应用现状、不同连接方式和工艺参数等对连接件质量与性能的影响,多层板的热熔钻连接以及热熔钻连接的理论等进行分析,介绍热熔钻技术及发展现状,比较了各种热熔钻技术的特点。

考虑应变率效应的本构曲线耦合外延方法

针对部分应变率敏感材料,利用颈缩点对拉伸试验曲线进行归一化缩放,得到一条率无关的材料本构主线,然后结合有限元逆向法将该主线外延,推导出率相关的本构曲线外延耦合模型。对6016铝合金进行不同应变率下的单向拉伸试验,同时利用该耦合模型得到各应变率下的材料本构曲线并进行数值模拟,仿真结果与物理试验对标良好,证明该耦合模型对部分速率敏感材料具有很好的适用性。

管壁异形渐进翻孔及其变形特征分析

结合数值模拟和物理实验,实现了圆管、方管管坯上不同孔形、不同翻孔方向的管壁异形渐进翻孔成形。通过模拟验证了圆管管壁异形渐进翻孔成形过程的受力情况与方管翻孔时不同,各个部分的成形力大小大致相同;在方管中有:圆弧端成形力>过渡端成形力>直壁端成形力的关系。研究发现,破裂、金属堆积、划痕严重、底端凸起等是渐进翻孔可能出现的缺陷类型;通过减小进给量、优化轨迹、增加预翻量、增加润滑等措施,可以控制相关缺陷的产生。此外,由于变形方式的不同,方管管壁异形渐进翻孔的成形力大于圆管翻孔的成形力。圆管管壁异形渐进翻孔的厚度分布没有方管翻孔的厚度分布均匀,但厚度分布规律均是沿着翻孔高度的增加而逐渐降低。