板材通过拉深筋时的循环塑性变形机理分析

板材通过拉深筋的变形具有明显的循环加载特征,因反向加载时存在包申格效应,所以目前对不同反向加载阶段板材的变形特征还不明确。为研究板材在拉深筋中的循环变形机理,明确不同加载阶段的变形特征及包申格效应的具体体现,考虑板材方向性、加工硬化特性和包申格效应,建立基于Hill正交各向异性屈服条件和Ziegler随动硬化法则的材料模型。分别采用Mises屈服条件的各向同性硬化、Hill屈服条件的随动硬化两种材料模型,对板材通过半圆形拉深筋的循环塑性变形过程进行数值模拟对比分析,并通过试验验证所建材料模型的有效性。分析随动硬化模型下计算所得板材经过拉深筋时的循环变形特征及各加载阶段应力应变的对应关系;揭示包申格效应对应力-应变循环关系的影响规律。对应力应变历程关系曲线的分析显示,不同于现有的分析结果板材在半圆筋中经历了两次弯曲、卸载与反向弯曲的塑性变形过程;板材同一截面上不同积分点在同一加载分支的包申格效应参数不同,同一积分点在不同加载分支的包申格效应参数也不同;随循环加载次数增加,反映不同加载分支硬化情况的切线模量呈显著下降趋势。

高强度U型槽钢链模成形有限元仿真分析

链模成形工艺稳定,适用于性能波动较大的高强钢材料在复杂工况下成形。基于ABAQUS软件平台,建立了高强度钢U型槽链模成形的有限元仿真模型,采用各向同性硬化模型和随动硬化模型分别进行仿真。以高强度U型槽钢链模成形过程的板料中间翼缘边部的纵向应变为研究对象,将仿真结果与试验数据进行对比,比较了两种硬化模型对仿真结果的影响,进一步分析了板料的成形过程,验证了仿真模型的准确性。基于已验证的仿真模型,通过数值试验的方法进一步探究了屈服强度和摩擦系数对纵向峰值应变的影响。结果表明,板料屈服强度对翼板边部纵向峰值应变的影响不大,板料与模具间的摩擦系数对纵向峰值应变的影响也不显著。

球形钢丝绳隔振器的数值仿真方法

为了研究球形钢丝绳隔振器的力学性能,本文提出一种新的建模和仿真方法,通过实验和仿真结果的对比验证仿真方法的有效性。将6×19+IWS的钢丝绳结构简化为6×1+IWS结构,由钢丝绳拉伸实验获得芯股和侧股的实际弹性模量,用Abaqus/Explicit算法模拟球形钢丝绳隔振器的准静态压缩过程。通过对球形钢丝绳隔振器进行仿真研究,得到与实验一致的力学特性。随着球形钢丝绳隔振器压缩时位移逐渐增加,其刚度逐渐降低,仿真与实验结果误差在9%以内,验证了仿真方法的有效性,为进一步研究结构参数对球形钢丝绳隔振器力学性能的影响提供参考。

成型操作对测量钢管屈服应力的影响

测量钢管屈服应力的目的是为了评估钢管对内部流体压力的抵抗能力。遗憾的是,不可能在环向取得一段直的试样,因此在进行试验之前,必须将钢管压扁。当前研究中,对不同材料以拉伸-压缩模式进行试验以便为随动硬化模型提供数据。以此试验数据为基础,建立一个模型,并将一些材料行为特征(屈服点伸长率的存在,应变硬化等)和工艺路线(直缝或螺旋缝焊接,扩径机,水压)等均考虑在内。钢管生产也在不同工艺段采样(母材、矫平后、成型后及水压后)。试验程序包括拉伸试验和环胀试验,结果显示该模型所给出的预测值与试验结果有良好对应。该模型还推出一些试验事实,例如屈服点伸长率在母材的存在及其在扁平管试样的不存在。最后,该模型与工业生产数据库相比,含有不同的钢级(从B级到X80级)和不同壁厚直径(壁厚/外径)比的数据值。该数据库所预测的钢卷和钢管的屈服应力差为20 MPa。