原文传递
先进高强双相钢板料成形破裂失效应力型判据研究
| 论文题名： | 先进高强双相钢板料成形破裂失效应力型判据研究 |
| 关键词： | 汽车车身;先进高强双相钢板料;冲压成形;破裂失效 |
| 摘要： | 随着对先进金属的研究不断深入，许多研究发现了兼具高强度与高韧性的先进高强钢，因此近年来高强钢成为汽车车身轻量化工程应用的热门。但是先进高强钢在板料常温冲压成形过程中塑性较普通钢板要低，存在其独有的靠近模具圆角处的剪切断裂问题，且目前工程中广泛应用的成形极限图（FLD）较难准确预测先进高强钢中的剪切断裂现象，另一方面，基于应变的FLD存在应变路径敏感性问题，在多次成形的工程应用中预测精度不高，其一定程度上制约了先进高强双相钢板料在工程冲压成形中的应用率。本文以先进高强双相钢DP590、DP780、DP980、DP1180为研究对象，建立了以修正摩尔库伦（MMC）破裂失效准则为基础的破裂失效仿真模型，研究了MMC准则参数的标定方法，建立了以应力三轴度为基础的破裂失效判据，最后建立了四种板料成形极限图（FLD）与成形极限应力图（FLSD），主要工作有： （1）在概述金属板料塑性成形理论基础上，通过常温拉伸与剪切试验获得先进高强双相钢板料的应力应变曲线与载荷位移曲线，获取板料性能参数，建立基于Hill’48各向异性屈服准则的本构模型并编程实现ABAQUSVUMAT仿真子程序。 （2）研究了修正摩尔库伦（MMC）破裂失效准则对4种双相钢板料的适用性，并建立准则参数与材料属性的关系表达式。建立了以MMC失效准则为基础的破裂失效仿真模型并编程实现ABAQUSVUMAT子程序。通过试验与仿真标定MMC失效准则参数，通过遗传优化算法对MMC准则参数进行寻优，并通过研究MMC准则参数与材料属性参数的相关性，建立了准则参数与板料属性参数之间的关系表达式。 （3）建立了基于应力三轴度与极限应变的破裂失效判据（B-W曲线），并研究了判据参数与材料属性的相关性。基于剪切试验与仿真建立剪切区间内应力三轴度与等效塑性应变曲线，通过四种板料胀形试验，结合ABAQUS中单拉、双拉仿真，求解各应力状态破裂失效时刻的等效塑性应变与应力三轴度，建立剪切、单拉与双拉应力状态下以应力三轴度为基础的破裂失效判据，通过仿真拉弯试验，验证了应力三轴度失效判据（B-W曲线）的准确性。 （4）建立了4种双相钢板料的成形极限图（FLD）及其统一形式的表达式，并转化为4种双相钢板料的成形极限应力图。以胀形试验数据为基础，在ABAQUS中建立胀形模型，通过MMC破裂失效模型进行破裂失效仿真，较准确获取成形极限图最低点FLD0，并建立了4种板料统一形式的FLD表达式；通过转化公式，建立了以应力为基础的FLSD成形失效判据。利用变圆角盒型件成形试验，结合Dynaform和ABAQUS成形仿真，验证了所建立的FLD与FLSD准确性。 |
| 作者： | 付秋涛 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 李迪;刘鑫明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
