各向異性屈服準(zhǔn)則及其在汽車覆蓋件中的應(yīng)用.pdf

1、板料在軋制生產(chǎn)過程中需要經(jīng)過多次輥軋和熱處理，通常會呈現(xiàn)出明顯的各向異性，即在不同方向上表現(xiàn)出不同的力學(xué)特性。在沖壓成形過程中，各向異性對板料的塑性變形行為有顯著的影響，板料易出現(xiàn)凸緣制耳和拉深直壁斷裂等現(xiàn)象，從而降低板料的成形性能、尺寸精度及材料的利用率。如果能夠正確地預(yù)示各向異性在板料成形中所產(chǎn)生的影響，并及時對沖壓工藝進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，則可以有效地利用板料的各向異性特性來提高成形質(zhì)量。
　　 本課題來源于國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目

2、：面向自主設(shè)計(jì)的汽車覆蓋件成形性快速仿真及工藝優(yōu)化技術(shù)研究，項(xiàng)目批準(zhǔn)號為50575080。在華中科技大學(xué)模具國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的基于有限元算法的FASTAMP軟件的基礎(chǔ)上，研究了三種屈服準(zhǔn)則——Hill48、三參數(shù)Barlat-Lian以及六參數(shù)Barlat91，比較了各自的特點(diǎn)及其適用范圍。
　　 論文推導(dǎo)出BWC殼單元的應(yīng)變位移關(guān)系，根據(jù)有限元變形虛功率增量型原理的彈塑性大變形有限元理論，建立了BWC殼單元在Hill48屈服

3、準(zhǔn)則下的三維有限元分析模型，并編寫完整的有限元程序。通過模擬方盒件成形過程，比較了BT殼單元與BWC殼單元的優(yōu)缺點(diǎn)和計(jì)算精度。為了使Barlat-Lian屈服準(zhǔn)則能與BT或BWC殼單元結(jié)合模擬板料在成形過程中的各向異性行為，論文在三參數(shù)Barlat-Lian屈服準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上提出一個改進(jìn)的五參數(shù)Barlat-Lian屈服準(zhǔn)則。本文還介紹了六參數(shù)Barlat91各向異性屈服準(zhǔn)則，推導(dǎo)了與方程中參數(shù)之間的關(guān)系式。編寫這兩種屈服準(zhǔn)則的相關(guān)程序，

4、并集成到FASTAMP中進(jìn)行數(shù)值模擬，分別研究了屈服準(zhǔn)則指數(shù)、各向異性參數(shù)和落料角度對厚度分布的影響。模擬結(jié)果表明，屈服準(zhǔn)則指數(shù)越高，單元厚度變化越大；厚向異性系數(shù)大，單元厚度變化越??；落料角度與各向異性參數(shù)中最大值的方向一致時，單元厚度變化較小。
　　 結(jié)合鋁合金圓筒件試驗(yàn)，比較Hill48屈服準(zhǔn)則、改進(jìn)的五參數(shù)Barlat_Lian屈服準(zhǔn)則以及六參數(shù)Barlat91屈服準(zhǔn)則對制耳的影響。模擬結(jié)果顯示Hill48與改進(jìn)后的五參