板料成形极限应力图及其应用研究进展

简要介绍了板料成形极限判据的可靠性对于板料成形质量预测与控制的重要性;分析了传统的基于应变的成形极限(成形极限应变图)判据所存在的只适于在线性加载板料塑性成形中应用的缺陷;介绍了基于应力的成形极限判据(成形极限应力图)的应用前景;综述了国内外成形极限应力图的研究进展,并指出了目前成形极限应力图研究所面临的主要问题。

板料成形极限应力图研究

基于塑性应力应变关系,推导出极限应力与极限应变相互转换关系,针对分散性失稳、凹槽失稳和平面应变漂移失稳等准则,进行了双线性应变路径、曲线戍变路径和复合应变路径下成形极限应力图的理论计算。结果表明,成形极限应力图不受应变路径影响,对于同一失稳准则,在不同加载应变路径下几乎为同一条曲线。因此,成形极限应力图作为复杂加载路径的成形极限判据更加方便和实用。

一种建立板料成形极限应力图的新方法

基于塑性理论建立了比例加载条件下双向拉伸应力应变关系,结合Swift分散性失稳准则,提出了一种建立板料成形极限应力图的方法。分别应用Hill 48和Hosford屈服准则以及单向拉伸性能参数,建立了铝合金板(r<1)和薄钢板(r>1)两种材料的成形极限应力图(FLSD),分析表明,不同的屈服准则的选取对于成形极限应力曲线有不同的影响,对于不同类型的材料屈服准则的影响程度也不同。与由通常的成形极限图(FLD)转换所得到的成形极限应力图(FLSD)进行了对比分析,结果表明,所提出的方法计算过程更为简便,并能较为准确地建立成形极限应力图,可以作为复杂加载路径下的成形极限破裂判据。

复合镍涂层薄板成形极限应力图的理论计算

基于试验测得的应力应变数据,分别采用Hollomon方程和5次多项式拟合得到了复合镍涂层薄板应力应变的本构关系,并采用该本构关系、Hill48屈服准则和Swift分散性失稳准则推导了复合镍涂层薄板的成形极限应力图(FLSD)的理论计算模型;为了验证该模型的有效性,进行了复合镍涂层薄板的冲压成形试验。结果表明:利用该模型能够较准确地预测复合镍涂层薄板的FLSD,将该模型应用于复合镍涂层薄板的冲压成形生产,可以有效预防成形缺陷的产生,并能为分析缺陷产生的原因提供理论支持和指导。

板料成形极限应变与极限应力的转换关系

因极限应变构成的FLD受应变路径的影响很大 ,在研究复杂应变路径的成形极限问题时带来极大不便。而以极限应力构成的成形极限应力图FLSD由于不依赖加载应变路径 ,已成为目前研究的热点。本文在分析板料极限应变与极限应力的基础上 ,得出了相互转换的公式 ,针对分散性失稳、凹槽失稳和平面应变漂移失稳等准则 ,进行了不同加载应变路径FLD转换FLSD。结果表明 ,对于同一失稳准则 ,在不同加载应变路径下FLSD几乎为同一条曲线 ,FLSD作为复杂加载路径板料成形极限判据更加方便。

冷轧深冲板应力成形极限的研究

以极限应力构成的成形极限应力图(FLSD),不依赖加载应变路径,是目前冷轧深冲板成形研究的热点。该文以SPCEN-SD和DC04两种深冲级别的冷轧薄板为研究对象,通过刚模胀形试验获得成形极限应变图(FLSD),根据Hill48准则下的应力应变转换方程构建FLSD图。研究不同应变硬化指数n、塑性应变比r和强度系数K对FLSD图的影响,得到SPCEN-SD和DC04两种冷轧薄板FLSD的成形极限应力图,根据n值、r值和K值的变化情况,为实际生产提供参考依据。

基于应力成形极限图的6061铝合金成形特征（英文）

采用成形极限图准则和韧性断裂准则两个数值准则对6061铝合金的成形特征进行预测。将数值模拟结果与实验所得成形极限图和冲头力-位移图进行对比。采用Hecker半圆形冲头计算实验成形极限图。将实验成形极限图转化为成形极限应力图并导入Abaqus软件中对样品的缩颈进行预测。将成形极限应力图预测结果与实验所得成形极限应力图进行比较。结果表明,韧性断裂准则对6061铝合金成形极限图和成形极限应力图的预测精度较高。冲头的力-位移图模拟结果和实验结果对比表明模拟结果和实验结果吻合。

不同强化模型下的板料成形极限

介绍HiIl48屈服准则下基于不同强化模型的屈服方程。推导出能够用来确定随动强化模型和混合强化模型中参数的方程。采用单向拉伸曲线上所取得的数据,对所得方程进行拟合,得到参数值,并使用所得参数值得出三种强化模型下的单向拉伸曲线。结果表明采用上述方法能够准确地确定强化模型中的参数。给出随动强化模型和混合强化模型下成形极限的计算方法。基于三种强化模型,针对分散性失稳准则、Hill集中性失稳准则、凹槽失稳准则和平面应变漂移失稳准则,得到简单加载路径下的成形极限图和成形极限应力图。从这些图中可以看出,强化模型对成形极限图和成形极限应力图影响明显。因此应当确定板料在成形过程中的强化规律,选择合适的强化模型进行成形极限预测。

板料成形极限理论与实验研究进展

成形极限是板材成形领域中重要的性能指标和工艺参数。文章在阐述成形极限在板料成形中的意义的基础上,综述并分析了成形极限在理论和实验方面的研究进展。成形极限图受应变路径的影响,给工业生产应用带来极大不便。以极限应力构成的成形极限应力图不受应变路径的影响,作为复杂加载路径的成形极限判据更加方便和实用。FLSD研究与FLD相结合,成为精确地确定破裂判别准则的主要途径之一,是近来研究的热点。十字形双向拉伸是实现复杂加载路径有效实用的试验方法。最后对成形极限应力图和十字形双向拉伸试验需要解决的关键问题作了阐述。

新淬火状态铝合金板的成形极限

论述了硬铝合金成形工艺中应变路径、固溶热处理和时效过程对成形极限的影响,由试验得到了单向拉伸预应变和固溶热处理后时效过程中的成形极限图FLD(Form-ing Lim itD iagram),重点研究了固溶热处理后时效过程中成形极限的变化,并得到了铝合金在时效过程中的成形极限应力图FLSD(Form ing Lim it Stress D iagram).结果表明,原始退火状态材料的成形极限高于新淬火状态材料的成形极限,且新淬火状态材料的成形极限随时效时间增加而降低,原因主要在于固溶热处理过程中材料组织状态的变化和应变硬化指数n在时效过程中的降低;成形极限应变的降低导致成形极限应力也随时效时间增加而降低.