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塑性工程学报:流动法则和屈服准则对板料成形极限预测的影响

2023-07-20
摘要:本文在基于非关联流动法则的Gotoh屈服准则[11]的基础上,进一步对其进行成形极限预测的相关研究。选用了Gotoh , Hill48屈服准则并考虑了不同流动法则,对AA5754-O, AA5182-O, DP600和TRIP780进行分析,基于MMFC和M-K理论求解成形极限图。

  【作 者】王海波;肖旭;阎昱;李强;何东

  【引 言】

  在材料弹塑性变形的研究中,流动法则是重要的一环,对于服从Drucker公设的材料而言,其屈服函数与塑性势函数完全相同,这种塑性本构关系被称为关联流动法则(Associated Flow Rule ,  AFR ) [1]。近年来,工业的发展十分迅速,人们对于建立更高精度的板料塑性成形理论模型具有迫切的需求,国内外学者提出了许多先进的塑性本构理论以描述板料的各向异性行为,如非关联流动法则(Non-asso-ciated Flow Rule ,  NAFR )[2-7]。在非关联流动法则下,本构模型采用两个独立的方程分别描述材料的屈服和塑性流动。另外,对于各向异性较大的材料,非关联流动模型可更好地描述材料流动应力的方向性和各向异性指数。

  本文在基于非关联流动法则的Gotoh屈服准则[11]的基础上,进一步对其进行成形极限预测的相关研究。选用了Gotoh , Hill48屈服准则并考虑了不同流动法则,对AA5754-O, AA5182-O, DP600和TRIP780进行分析,基于MMFC和M-K理论求解成形极限图。将理论成形极限图与实验数据进行对比,分析了各种模型下所求得的成形极限图的准确性,旨在为金属塑性成形极限预测提供重要的理论支撑。

  【结 论】

  (1)分别将MMFC和M一K模型与Gotoh和Hill48结合,建立变量求解的具体表达式,在考虑非关联流动的基础上,确定合适的屈服准则系数的

求解方法,实现非关联与成形极限模型的融合,验证了理论预测的可行性。

  (2)选取了AA5754-O , AA5182-O , DP600和TRIP780这4种材料展开分析,通过与试验点对比得出,M-K比MMFC更能直观地反映出屈服准则的适应性;在运用MMFC的理论成形极限中,Gotoh(NAFR)稍显优势,在基于M-K的基础上,除AA5754-O外,Gotoh  ( NAFR)优势明显,总体上

采用NAFR的模型能够更精确地表征成形极限。

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