聚碳酸酯板材本構方程建立的實驗及數(shù)值模擬研究.pdf

1、聚碳酸酯（polycarbonate，簡稱PC）是一種綜合性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料。目前，聚碳酸酯制品在電子電器、建筑材料、機械零部件及家庭用品等領域都有著廣泛地應用，并不斷地擴展到航空航天領域。伴隨汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，安全性及輕量化已經(jīng)成為現(xiàn)代汽車制造業(yè)追求的主要目標之一，聚碳酸酯以其良好的透光性、耐候性、柔韌性，較高的沖擊強度及較小的比重等綜合性能成為汽車玻璃首選的替代品，而傳統(tǒng)的注塑、擠出等加工方法對加工此類大尺寸復雜形面PC汽車

2、玻璃制件顯得無能為力，因此采用熱成形的方法加工此類大尺寸復雜形面PC汽車玻璃制件。有限元仿真技術以其高效低成本等優(yōu)勢廣泛應用于板料成形領域，而在有限元仿真的過程中，材料本構模型對計算結果的可靠性會產(chǎn)生巨大的影響。因此，建立描述聚碳酸酯高、中、低溫力學性能的本構方程，并將其應用到大尺寸復雜形面聚碳酸酯透明件的數(shù)值模擬中意義重大。
　　本文首先進行了不同應變率和不同溫度組合下聚碳酸酯的高、中、低溫拉伸實驗，研究了溫度及應變率對其力學性

3、能的影響規(guī)律。在此基礎之上，根據(jù)拉伸實驗結果建立了描述聚碳酸酯高、中、低溫力學性能的KDSGZ唯象型本構模型。
　　根據(jù)聚碳酸酯KDSGZ本構模型，利用ABAQUS二次開發(fā)功能，選擇恰當?shù)膽Ω滤惴?，編寫出了KDSGZ模型的ABAQUS用戶材料子程序，并通過單元模型的拉伸數(shù)值模擬對該子程序進行了驗證，建立了數(shù)值模擬用的KDSGZ本構模型。
　　利用建立的數(shù)值模擬用KDSGZ本構模型對聚碳酸酯的拉伸實驗進行數(shù)值模擬，進行了數(shù)

4、值模擬的真應力-應變曲線和拉伸實驗獲得的真應力-應變曲線的比較，兩者吻合地比較好。在此基礎之上，對聚碳酸酯拉伸試件進行了光彈實驗，比較了光彈實驗驗證的應力分布狀況和拉伸數(shù)值模擬獲得的應力分布狀況，進一步驗證數(shù)值模擬用KDSGZ本構模型的正確性。
　　采用相同溫度、不同應變速率彈塑性本構模型以及數(shù)值模擬用KDSGZ本構模型模型對PC汽車玻璃進行熱態(tài)氣壓脹形的數(shù)值模擬，通過數(shù)值模擬用KDSGZ本構模型在實際產(chǎn)品熱成形數(shù)值仿真中的應用來