精确预测近平面应变载荷下各向异性行为的屈服准则参数识别策略

随着现代汽车工业对冲压零部件成形精度要求的不断提高,描述商用汽车板材变形行为的模型的精度也必须相应提高。在此背景下,结合当前工业级实验室检测能力,提出一种基于单轴拉伸、等双轴拉伸和近平面应变数据标定先进各向异性屈服准则的参数识别策略。将新提出的校准方法应用于BBC2008屈服准则并与其他几种屈服准则(包括工业界广泛使用的Hill48和Barlat89,以及与BBC2008灵活性相当的Yld2004-18p、Yld2011-27p、Yoshida2013和Poly4*Hosford)进行比较。通过定量评估MP980和SPCE钢以及5182-O和A6XXX-T4铝合金的法平面屈服轨迹、对角线平面剪切屈服轨迹、等双轴和单轴拉伸屈服应力与塑性应变比的预测误差,验证了新参数识别策略的有效性和适用性。结果表明,新方法能够全面提升塑性各向异性方面的描述能力,尤其是对于对角线平面剪切屈服轨迹。不同屈服准则对商用汽车板材各向异性行为的描述能力表现出非常大的差异性。特别地,在使用相同力学性能数据校准屈服准则的前提下,释放指数的潜在调节能力比增加材料参数的数量更加重要。

不同屈服准则对MP980钢和5182-O铝合金塑性各向异性描述能力研究

基于MP980钢和5182-O铝合金沿轧制方向成不同角度的单轴拉伸和不同加载路径下的十字型试样双轴拉伸实验数据,通过计算测量数据与不同材料模型预测的单轴拉伸屈服应力与r值、等双轴拉伸屈服应力与r值和塑性功轮廓线的预测误差进行定量评估,分析了使用不同材料参数识别策略的Hill48、新数学形式的Barlat91(New)和Yld2000-2d各向异性屈服准则在描述塑性各向异性方面的能力,评价了这些材料模型的有效性和适用性。结果表明,使用应力各向异性数据识别材料参数,在描述与应力相关的实验数据时更为精确,使用变形各向异性数据识别材料参数,在描述r值时更加精确。包含更多材料参数的Yld2000-2d屈服准则相比于Hill48和Barlat91(New)可以更精确地反映两种板材的各向异性屈服行为。在使用完全相同的力学性能识别屈服准则的材料参数时,高阶模型对塑性功轮廓线具有更高的预测精度。