金属板料冲压数值模拟中的宏观硬化模型研究现状

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1、第16卷第4期塑性工程学报Vo1．16No．42009年8月JOURNALOFPLASTICITYENGINEERINGAug．2009doi：10．‘3969／j．issn．1007—2012．2009．04．011金属板料冲压数值模拟中的宏观硬化模型研究现状(上海交通大学国家模具CAD工程研究中心，上海200030)肖煜中陈军摘要：金属板料冲压数值模拟的精度取决于所应用的材料模型是否能够对材料的弹塑性行为提供准确描述。对于考察材料力学响应在变形过程中的变化，采用宏观硬化模型，并将微观结构特征整合在宏观内变量中，是一种合适的方法。文章结合微观结构演化，讨论了对金属

2、材料宏观硬化的4种基本方式(各向同性硬化、运动硬化、旋转硬化、畸变硬化)及其限制；根据对不同应变路径变化下材料性能变化的描述，归纳了近年来较为典型的板料宏观硬化模型研究，并指出其不足之处及需要进一步研究的内容。同时，就金属板料冲压的宏观硬化模型研究需要注意的问题进行讨论。关键词：板料冲压；数值模拟；宏观硬化模型；包申格效应；交叉效应中图分类号：0344．3；TB115文献标识码：A文章编号：1007—2012(2009)04—0051—08Areviewofresearchinmacroscopichardeningmodelsinnumericalsimulati

3、onofsheetmetalformingXIAOYu-zhongCHENJun(NationalDie&MoldCADEngineeringResearchCenter，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200030China)Abstract：Theaccuracyofnumericalsimulationinsheetmetalformingdependsonthedescriptionoftheelasto-plasticbehaviorsprovidedbytheimplementedmaterialmodels．Toc

4、onsidertheevolutionofthematerial’smechanicalresponsesduringdeforma—tion，asuitablemethodologyistousemacroscopichardeningmodelswiththeintegrationofmicrostructura1featuresintomacro-scopicinternalvariables．Fourbasictypes(isotropic，kinematic，rotationalanddistortionalhardening)ofmacroscopich

5、ardeningbehaviorsofmetalsduringplasticdeformationarediscussedincombinationwithabriefinsightintotheevolutionofmicrostruc—tures．Thenaccordingtothematerialresponseunderdifferentstrainpathchanges，afewtypicalmacroscopichardeningmodelsofsheetmetalsdevelopedrecentlyaresummarized，andpossiblewo

6、rkforthefuturearegiven．Finallysomethingworthnotingabouttheresearchofmacroscopichardeningmodelsforsheetmetalformingisdiscussed．Keywords：sheetmetalforming；numericalsimulation；macroscopichardeningmodels；bauschingereffect；crosseffect行为提供准确描述，即材料的各向异性与硬化行引言为[1]，其中硬化行为描述材料性能在塑性变形过程中变化，反应材料的当

7、前力学响应。因此采用的材金属板料冲压成形作为常用加工技术，已广泛料模型不仅需要关注板料初始的各向异性描述，更应用于大型金属薄壁结构件以及各种形状的日常用不可忽视对硬化模型的研究。品。使用计算机对冲压成形过程进行数值模拟，已对于工业实际中的板料冲压数值模拟，直接使在板料冲压成形设计中得到广泛应用。为准确地获用微观模型的计算与时间成本仍然太大_2]。微观研得数值解，所应用的材料模型需要能对材料弹塑性究更适合于作为材料设计的指导和提高对塑性变形物理基础的理解，以及推导宏观模型公式的工具。*国家863资助项目(2007AA04Z130)。对于考察材料性能在变形过程中的变