基于Hosford屈服函数的横观各向同性金属材料拉深成形塑性及变形分析

为了研究板材拉深中的成形极限,对金属材料的拉深成形进行塑性及变形分析。以横观各向同性材料为研究对象,采用对实验数据拟合能力较好的Hosford屈服函数,对拉深成形过程中法兰区的变形性能进行分析,得到法兰区应力场;采用数值积分拟合的方法,给出拉深冲杯杯高数值积分拟合表达式,并用η=2时的杯高解析表达式对此拟合方法的可靠性进行验证;利用Zwick万能试验机和拉深试验机,对铝板进行了拉伸和冲杯实验,验证了杯高表达式的正确性;利用杯高数值积分拟合表达式计算杯高,η=8的结果相对η=2的结果更接近实测杯高,说明了Hosford屈服函数比Hill48屈服函数对金属材料的塑性变形拟合效果更好。

包含主应力方向效应的Hosford正交材料屈服函数

对于描述正交金属板材屈服和塑性变形行为而言,Hosford比Hill屈服函数更具有适应性.但Hosford屈服函数要求三个主应力方向与板材的轧制方向(RD)、横向(TD)和法向(ND)一致,导致其使用不便.因此论文引入方向函数,将方向函数泰勒展开到方向的六次项,提出新的包含主应力方向效应的广义Hosford正交金属材料屈服函数.当η=2时,广义Hosford屈服函数可退化成Hill屈服函数.实验证明,利用包含主应力方向效应的Hosford正交材料屈服函数计算出的q值、r值和屈服应力与实验结果都高度吻合.此屈服函数包含11个参数,形式较简便,更具一般性,为研究金属材料的力学性能奠定了理论基础.