资源描述：
《圆棒试件颈缩的有限元分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、西安交通大学学报.∀甲劝】。第卷第期.抽‘,!年#月矛∃%&习人石∃万∋艾人习扛人∃(∃砚)订双∗+尺已,−皿了幻幼.公回棒试件颈缩的有限元分析汤泉秘醒殷家驹/工程力学系0摘典本,文用弹塑性大应变问题的等参数有限元分析程序/1234程序0时国棒拉伸说件的颐缩作了较为全面的分析.取得了包括顶部形状、拉伸曲线和颐缩区的应力变分布等资朴,这时进一步研究材料的拉伸试脸是有益的.引台.5颐缩是塑性的金属试件在单向拉伸试验中经常观察到的力学现象.分析颈缩处的应力应变场对研究金属材料的硬化与断裂等力学性能具有重要意义.,.过去在计算、,颈
2、缩区的应变很大小变形的弹塑性理论已不适合颈缩区的应力应变时只能根,,.,67据实验结果提出一些假设从而求得最小截面上的应力的近似计算公式89:;<,,。,.【〕假设一个回棒拉伸试件在最小截面上!二=且与护无关并假定的试件颈部自由表面,.>是一条主应力迹线且是一个回从而求得该截面的应力表达公式;?‘≅‘一/空瓮鲁竺0/0%6一口一?‘竺些瓮鲁式中?由下式求得Α一二。>7一尸/≅旦卫、玩/,卜奥、/Φ0Β口ΧΒΔ儿Ε,;,&是试件颈部形状在最小截面处的曲率半径,6Γ尸是外加载荷是颈部的半径是离轴心的Η。,,距离近几年来在实验和假设上又有了一
3、些改进例如陈篇〔Φ−假设颈部形状是双曲线也得到了一组计算甄部最小截面上应力的近似公式。。6Ν后来有些作者【Ι−〔ϑ−【−把颈缩现象作为一个分枝/Κ7ΛΜ;ΟΛΝ<0问题来处理这种方法本文Π.!年∀月日收到西安交通大学学报第场卷Χ提出的唯一理,是以:性论和分枝理论为基础认为颐缩的开始就是偏离均匀应变状态的分,,技的开始分枝点的确定是依据唯一性准则建立场方程然后解特征值问题以求得分枝点的。。应力和应变Θ以泣Χ=刃;;<【Ι〕就用这种方法研究了圆棒试件的颈缩,,七十年代起随着电子计算机的发展开始用数值计算求解弹塑性大应变的方法来研究。..
4、=<,Ν<,Ν66Ζ,6;=预缩从事这方面研究的有ΡΣΤΥς∀〕ΩΩ=∀Ξ79ςΨ−Θ7ς!−Ω7Ν4[ς−,。,,等为了形成甄缩要在计算中先给试件一定初始不完整性否则试件将始终保持在均匀拉.、伸的状态ΤΥ=<ΩΝΩ=Ξ7<9和67。采用了在试件中部使试件的横向尺寸有一个微小ΘΝ,.收缩的方法而Ω76;<4=则采用了在试件端部侧面固定的方法他们使用的是差分法或;[三.角形单元的有限元法本文根据〔#−中所叙述的弹塑性大应变的有限元理论及为此而编制的轴对称问题的.,。1234程序对回捧试件的颈缩问题进行了有限元计算拐到了颈缩后在不同应变Ο时试
5、件、.的形状等效应变的分布和颈缩区的应力变化规律等一系列反映颈缩特性的力学特征量并把计算。结果和其他作者的计算结果作了比较,.对!号钢的回捧试件作了静拉伸试验并和计算结果作了比较。=:.计算使用47=<竹∀#电子计算机、一试件及初始不完整性,,,>.,本文采用的是回捧试件长Φ厘米半径Φ厘米材料常数为泊桑比∴]#Ι弹性刀.,Φ,>棋Ο二Φ《冷#/∋0公斤Ε厘米屈服应力;.]Φ伽旧公斤Ε厘米材料服从幕硬化规律Η=.ΧΕΒ#,甩.仃];一一/Ζ0、∀,Ε。!,为材料初始屈服时的应变Ο盆/=ΟΜ0图,,骂犷给出了两种初始不完整性由于试件的对
6、称性只,,画出它的四分之一其中/习是中间有几何缺陷的试件最。。。大缺限Ο用占表示根据对不同大小的初始缺陷必ΕΚ分别#.#,#.#Φ,#.#0的计,。的大小并为算表明计算结果对占Η、.,。、,>。,,、。一,占。。。.一一,Η一一⎯一⎯一“·”·‘⎯不敏感因而在以下的计算中采用誉等于Χ/Φ0是端部.,⊥/_口0Φ侧面固定的试件计算结果表明中间有缺陷的试件更符合,。实际倩况因此本文的计算中采用这种初始不完整性圈目种切始不完整性.,.,计算中采用了位移加载每次加载Ο为#的Φ1一、.>ΗΗ5一⎯,。。⎯一一Χ刁1、5巴‘”。‘._⎯万。订异
7、到]河箱军、]产一,、55∃∗第∀期口捧试件劲缩的有限元分析二、计算结果,!,.计算时试件的四分之一部分被分为个八节点等参元节点数为ΨΙ/见图0主要>计算结果分析如下,‘/幻颈缩过程分析在工程上一般以最大载荷点作为颈缩的开始分枝理论中是以分枝.,。点作为颈缩的开始点计算的结果表明分枝点的出现要略迟于最大载荷点本文是以第一个塑性卸载积分点的出现作为颈缩的开始点.图.,Φ给出了试件颈部收缩量;随伸长刁1的变化图中纵坐标是颈部收缩盈!横坐标是,。,.,试件的绝对伸长刁1占是初始缺陷图Φ是由两条不同斜率的直线所组成的左边的直线!随,。Γ,刁石的
8、增加变化很小基本上保持了初始缺陷占的大小右边的直线占随刁1的增加..明显加快因而可以说颈缩是由两条直线的交点开始的α点是出现第一个塑性卸载积分点,,。的位置它和两直线的交点是非常
