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时间:2019-11-26
《基于修正M-K模型的铝合金板材成形极限图预测》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、2015年4月第4l卷第4期北京航空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsApril2015V01.41No.4http://bhxb.buaa.edu.cnjbuaa@buaa.edu.cnDOI:10.13700/j.bh.1001-5965.2014.0310基于修正M-K模型的铝合金板材成形极限图预测杨希英,郎利辉+,刘康宁,蔡高参,郭禅(北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京100191)摘要:为准确预测AA70
2、75一O铝合金板材的成形极限,将韧性断裂准则和传统M.K模型相结合,提出一种基于韧性断裂准则的修正M—K模型.利用单向拉伸模拟和试验相结合的方法,提取危险单元的应力应变历史并代入c—L韧性断裂准则中,得到材料常数.基于单向拉伸试验所得成形极限点,通过MATLAB编程得到修正M.K模型的初始厚度不均度.在常温下,以单向拉伸、宽板弯曲、液压胀形试验获得AA7075一O铝合金板材的成形极限曲线,与修正M.K模型和传统M—K模型计算得到的理论成形极限曲线进行对比,验证了修正M—K模型的可行性和准确性.关键词:铝合金
3、板;M—K模型;韧性断裂准则;初始厚度不均度;成形极限图中图分类号:V260.1;TG394文献标识码:A文章编号:1001.5965(2015)04-0675-05成形极限是板材成形中十分重要的性能指标和工艺参数,反映了变形过程中板材在塑性失稳状态前的最大变形程度,对于航空航天飞行器上的薄壁零件成形具有重要的指导意义,也是进行模具设计和工艺设计的主要依据.在板材成形性能评价方法中,成形极限曲线(FLC)应用最广泛且直观有效.对成形极限进行的理论研究,概括起来分成以下两类:第1类是经典的分叉理论,如Swif
4、t分散性失稳理论⋯、Hill集中性失稳理论嵋1和StSren和Rice的方法¨⋯;第2类是基于材料局部初始不均匀性是导致颈缩的假设,如M—K理论p1等.其中,M—K理论应用最普遍,目前关于成形极限的理论研究绝大多数是建立在M.K理论的基础之上¨引.它是以试验观察为基础而提出的,但是初始厚度不均度究竟如何确定并无准确的方法.因此,由于初始厚度不均值的不同,M—K理论与试验结果的符合程度难免具有一定的主观随意性.同时,M—K模型中关于集中颈缩时刻判定的准则也需要进一步讨论.与FLC相比,利用韧性断裂准则预测板料
5、成形极限的优点是可以更加方便地考虑应变路径的变化∽·.到目前为止,多种不同的韧性断裂准则¨叫被提出.近年来,韧性断裂准则被应用到双向拉伸⋯]、液压成形[1引、拉深Ⅲ3等成形过程的成形极限预测.一般而言,金属板料的韧性越好,其断裂成形极限曲线FLCF(FormingLimitCurvesatFracture)越趋近于直线;韧性越差,则其FLCF形状越复杂¨“.因此,目前所用的几种韧性断裂准则具有一定的局限性¨“.在本文中,为准确预测AA7075一O铝合金板材的成形极限图,将韧性断裂准则和传统M—K模型相结合,
6、提出一种基于韧性断裂准则的修正M—K模型.利用单向拉伸模拟和试验相结合的方收稿日期:2014.05.29;录用日期:2014-07-25;网络出版时间:2014-09-0516:41网络出版地址:WWW.enki.net/kcms/doi/lO.13700/j.bh.10013965.2014.0310.html基金项目:国家自然科学基金资助项目(50975014);中俄国际合作与交流NSFC—RFBR基金资助项目(51010166)作者简介:杨希英(1985一),男,河北衡水人,博士生,yxiyingbu
7、aa@163.eom%通讯作者:郎利辉(1970一),男,河南新乡人,教授,lang@buaa.edu.en,主要研究方向为先进成形技术及装备.;f用格式:杨希英,郎利辉,刘康宁,等.基于修正M·K模型的铝合金板材成形极限图预测fJJ.北京航空航天大学学报,2015,4Jf4):675—679.Yangxy,LangLH,LiuKN,eta1.PredictionofforminglimitdiagramofAA7075—0aluminumalloysheetbasedonmodifiedM—Kmodele
8、J1.JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,2015,41(4):675-679(inChi—nese).676北京航空航天大学学报法,提取危险单元的应力应变历史并代入c—L韧性断裂准则中,得到材料常数.通过MATLAB编程得到修正M.K模型的初始厚度不均度.在常温下,以单向拉伸、宽板弯曲、液压胀形获得AA7075-0铝合金板材的成形极限试验
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