GCr15轴承钢剪切分析韧性断裂准则的适用性研究.pdf

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1、．信息技术．胡宾，等·GCrl5轴承钢剪切分析韧性断裂准则的适用性研究GCrl5轴承钢剪切分析韧性断裂准则的适用性研究胡宾．郝南海(北京信息科技大学机电工程学院。北京100192)摘要：运用DEFORM有限元软件，采用试验与有限元模拟相结合的方法，对DEFORM内嵌的几个断裂准则在GCr15轴承钢板料剪切成形中的适用性进行了研究分析，发现所研究的8个准则均不能直接用于准确预测GCr15轴承钢板料剪切断面的光亮带高度。为此，提出了一种修正阀值、分段拟合的模拟方法，使所研究的断裂准则在阀值修正之后能够较为准确地预测GCrl5剪切断面光亮带的实际高度。关键词：板料剪切；断裂

2、准则；分段模拟中图分类号：TG386文献标志码：A文章编号：1671—5276(2015)02—0132-05ResearchonApplicabilityofDuctileFractureCriteriainSheetBlankingHUBin，HAONan—hal(BeijingInformationScience&TechnologyUniversity，Beijing100192，China)Abstract：BymeansofDEFORM，thisessayanalysesandaresearchesontheapplicabilityofductilefr

3、acturecriteriainDEFORMinGCrl5sheetblanking，bycombiningexperimentswithfiniteelementsimulations，andfindsoutthe8criteriareseamhedon，whichcannotbedirectlyusedtopredicttheheightoftheeuphoricbeltsgeneratedinGCrl5sheetblankingexactly．Soitputsforwardanewsimulationmethod．whichisusedtomakethecrit

4、edapredictitsheightmuchmorepreciselybysegment—simulation&thresholdmodification．Keywords：sheetblanking；ductilefracturecriterion；segment—simulation擦阻力，从板料中推出，完成整个冲裁过程。0引言板料断裂面的品质直接影响零部件的表面品质，剪切断面一般会较明显地分成四个特征区，即塌角带、光亮带、在滚动轴承的生产中，内外圈可采用GCrl5无缝钢管撕裂带和毛刺。其中光亮带是剪切面上粗糙度最低，精度直接剪切得到。相比传统的生产方法，这种剪

5、切加工无材最高的部分。料损失，生产效率高。但是，现今对GCrl5轴承钢的剪切根据现有理论，同一种材料．对断面品质起决定作用研究依然甚少，尚未明确适用于该材料剪切断裂的韧性断的是冲裁间隙(即本文所述的“剪切间隙”)。在相同的裂准则。剪切条件下，光亮带的高度会随着剪切间隙的变化而板料冲裁变形的过程大致可分为弹性变形、塑性变形变化。和断裂分离3个阶段。本文将通过实际试验和DEFORM有限元软件模拟1)弹性变形阶段相结合的方法，将有限元模拟得到的光亮带高度与实际在弹性变形阶段．板料发生弹性压缩和弯曲，材料内试验值进行比较，分析NormalizedC&L、McClintock、

6、的应力尚未达到弹性极限。Freudenthal等共计8个韧性断裂准在GCrl5板料剪切中2)塑性变形阶段的适用性。当板料的应力达到屈服极限．冲裁就由弹性变形阶段进入到塑性变形阶段。凸模切入板料，板料被挤入凹模洞1DEFORM内嵌的韧性断裂准则El。在剪切面的边缘，由于凸一凹模间隙存在而引起的弯简介曲和拉伸作用，形成塌角面，同时由于剪切变形，在切断面上形成光亮且与板面垂直的断面。利用DEFORM对GCrl5板料剪切成形过程进行有限3)断裂分离阶段元模拟。模拟在DEFORM内嵌的8个断裂准则下进行．当板料的应力达到抗剪强度后，凸模继续下压，凸、凹以下列出它们的阀值计算公式

7、。模刃口附近产生微裂纹不断向板料内部扩展。当上下裂1)NormalizedC&L准则纹重合时，板料便实现了分离。由于拉断结果，断面上形成一个粗糙的区域。凸模继续下行，已分离的材料克服摩：f如(1)作者简介：胡宾(1986一)，男，浙江台州人，硕士研究生，研究方向为机械制造。MachineBuildingAutomation，Feb2015，44(2)：131—135·131··信息技术·胡宾，等·GCrl5轴承钢剪切分析韧性断裂准则的适用性研究式中：暑，——材料断裂时的等效塑性应变：棒料被拉断后，测得其断裂面(缩颈处)直径为——材料拉伸时的最大拉应力