非线性应变路径对拉、压应变区内变形的板金属材料塑性集中失稳的影响

用数学分析的方法推证了由实验与数值分析所得出的有关拉、压应变区内,金属板料在塑性集中失稳发生时所受到的非线性应变路径影响的一般规律,并就在这一应变区内如何得到较大的拉伸应变做了进一步的讨论。

基于集中性失稳准则的镁合金管材胀形极限评价

引入一种集中性失稳准则,进行胀形工艺的评价。理论推导出AZ31B镁合金管材胀形工艺的集中性极限失稳系数,并提出了胀形过程中最大胀形系数的计算方法。设计不同的凸模下压速度、不同壁厚方案并完成相应的数值模拟。根据对模拟结果进行数据分析发现,凸模下压速度为5m/s、壁厚为1.2mm时最大胀形系数没有超过许用值,认为是合理、安全的。

内时理论在板料成形失稳中的应用

应用Valanis提出的内时本构方程 ,研究了板料成形的拉伸失稳问题 .推导出单向和双向拉伸应力状态下的内时本构方程 ,据此分析了分散性失稳和集中性失稳 .该文推导出应用于拉伸失稳分析时内时理论的近似表达式 ,它对应于经典塑性理论解 ,同时给出了内时理论的完整迭代数值解 .结果表明内时理论具有很好的适用性 .

板料成形失稳内时理论分析

本文应用Valanis提出的新型内时本构方程 ,研究了板料成形的拉伸失稳问题 .引入简单加载过程中应力、应变各主向及其增量成比例的特性 ,推导出单向和双向拉伸应力状态下的内时本构方程 ,据此分析了板料成形过程中的分散性失稳和集中性失稳问题 .本文首先忽略非线性部分 ,推导出应用于拉伸失稳分析时内时理论的近似表达式 ,它对应于经典塑性理论解 ,然后在此基础上给出了内时理论的完整迭代数值解 .

基于应变演化的集中性失稳确定方法

在拉应力状态下,随着变形程度的增加,板料的塑性流动从稳定状态向亚稳定状态转变,最终以不稳定状态流动直到破裂。塑性失稳的发生通过约束材料流动状态进而限制了材料的成形极限。虽然经典的塑性失稳理论可以描述材料的失稳行为,但这些失稳理论是建立在准确获取材料的基本性能参数(如n、r)的基础上,而有些材料的基本性能参数并非恒定常数,其变化与应变的历程有关,这给理论计算失稳应变带来一定的困难。因此通过经典的塑性理论与数字图像相关法(Digital image correlation,DIC)技术相结合,研究缩颈区域的不同应变分量的演化历程,建立基于应变演化的集中性失稳判据。最后,以先进高强双相钢(DP780,DP980和DP1180钢板)为研究对象验证所建立的集中性失稳判据的有效性,并提出基于时间和空间统一性的集中性失稳点的确定方法。

基于有限元仿真的左半边成形极限图建立方法

有限元仿真中,凸模与板料接触力出现峰值的时刻,板料上变薄量最大单元的邻近单元应变即是材料的缩颈极限应变,通过改变试件形状及尺寸就可以得到在不同应变状态下的缩颈极限应变。把这些极限应变点在二维应变空间里连成曲线,即为用有限元仿真方法得到的材料成形极限图(forming limits diagram,简称为FLD)。用该方法得到的FLD与按照GB/T15825.8—1995金属薄板成形性能与试验方法:成形极限图(FLD)试验利用半球形凸模拉伸试件测得的材料FLD符合程度良好。

基于实际应力-应变曲线的电沉积镍涂层的冲压成形极限

基于Hill集中失稳理论推导出了冲压成形过程中涂层与基体的应力-应变方程,通过求解非线性方程计算出各主应变。依据实验数据采用多项式拟合法拟合了材料的应力-应变曲线,对电沉积镍涂层的冲压成形极限的左边进行了计算,并和应变硬化曲线求得的成形极限进行了比较。计算结果表明,用多项式拟合法求得的电沉积镍涂层的成形极限安全区域比用应变硬化曲线求得的安全区域要高,基体厚向异性、涂层厚度和基体厚度对板料成形极限左边影响不大。

冷轧薄钢板单向拉伸失稳的研究

针对冷轧薄钢板St14在单向拉伸试验中出现的试样"双缩颈"现象,结合观察试样缩颈断裂处的形态,引用薄板单向拉伸分散性失稳和集中性失稳理论对其做出合理解释。通过拉伸过程应变网格分析,验证了薄板拉伸分散性失稳和集中性失稳的存在。明确薄板拉伸失稳的特性,更加有利于正确判定和合理利用深冲压用冷轧薄钢板的塑性指标。

超薄板胀形破裂极限预测理论研究

由于生产中的破裂极限问题对于超薄板胀形特别突出,本文通过公式推导并结合有限元模拟技术,基于Swift分散性失稳和Hill集中性失稳两种理论模型,将最小厚度值计算结果与有限元模拟实验得到的材料破裂时的最小厚度值进行对比,分析计算结果表明:Hill失稳理论能较为准确地预测超薄不锈钢材料在胀形过程中的破裂趋势,该结论可用于预测超薄不锈钢发生胀形时的极限。