铁素体不锈钢成形过程表面起皱的晶体塑性有限元分析

为研究取向晶粒簇对铁素体不锈钢成形表面起皱的影响,采用有限元软件ABAQUS构建有限元模型,通过UMAT子程序编写多晶体塑性变形本构方程。首先,对CHAO H C、TAKECHI H和WRIGHT R N等提出的经典理论模型进行了晶体塑性有限元计算,发现在变形过程中不同取向晶粒簇处的正应变E33和剪切应变E13不同,进而形成表面条纹褶皱。其次,将EBSD测试获得的代表性晶粒簇引入模型中,计算发现相对于具有<001>//ND织构取向的单元,具有<111>//ND织构取向的单元变形时沿着ND方向收缩量更小,且在剪切应变的作用下发生了扭转,形成波浪起伏的变形表面。通过对比具有取向晶粒簇和随机取向模型变形后的表面轮廓,进一步证实了晶粒细化和削弱铁素体不锈钢板的取向晶粒簇将有利于降低其成形过程的表面起皱。