一种材料全象限断裂成形极限图的绘制方法及其使用方法与流程

文档序号:24160164发布日期:2021-03-05 15:40阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种材料全象限断裂成形极限图的绘制方法,其特征在于,包括如下过程:通过静水压力与罗德参数的硬化模型与椭圆断裂准则来计算出金属材料主应变与次应变随着应力状态在全象限空间变化的关系,根据主应变与次应变随着应力状态变化的关系绘制(主应变,次应变)空间中的金属材料全象限断裂成形极限图。2.根据权利要求1所述的一种材料全象限断裂成形极限图的绘制方法,其特征在于,金属材料主应变与次应变随着应力状态在全象限空间变化的关系时,根据考虑静水压力与罗德参数的硬化模型、椭圆断裂准则与应变比例计算出平面应力条件下全象限的主应变ε1与次应变ε2,主应变ε1与次应变ε2的表达式如下:的表达式如下:的表达式如下:其中,ε1为主应变,ε2为次应变,α为内禀参数,β
*
为椭圆准则参数,τ0为临界剪切应力,σ0为临界正应力,k为硬化模型中强度系数,n为硬化模型中应变硬化指数,ε0为硬化模型中预应变,l
e
为罗德参数,r
σ
为应力三轴度,r0为应力三轴度参考值,σ1是第一主应力,σ2是第二主应力,σ3是第三主应力,c
η
为静水压力对塑性影响的材料参数,是描述塑性对压力依赖性的参数,为是描述塑性对罗德角依赖的参数,γ是与罗德参数相关的本构参数。3.根据权利要求2所述的一种材料全象限断裂成形极限图的绘制方法,其特征在于,根据主应变与次应变随着应力状态变化的关系绘制(主应变,次应变)空间中的金属材料全象限断裂成形极限图的过程如下:通过罗德参数l
e
为中间参量在-1与1之间的变化,分别得到主应力σ1=0时,σ2=0与σ3=0主应变ε1与次应变ε2表达式的变化轨迹,得到材料在(ε1,ε2)空间中的部分断裂成形极限图,再利用对称性绘制剩余部分断裂轨迹,得到(主应变,次应变)空间中的金属材料全象限断裂成形极限图。4.根据权利要求2所述的一种材料全象限断裂成形极限图的绘制方法,其特征在于,静水压力与罗德参数的硬化模型如下:
其中:其中:其中:为等效应力,为等效塑性应变,c
η
为静水压力对塑性影响的材料参数,是描述塑性对压力依赖性的参数,为是描述塑性对罗德角依赖的参数。5.根据权利要求2所述的一种材料全象限断裂成形极限图的绘制方法,其特征在于,硬化模型中强度系数k、硬化模型中应变硬化指数n、硬化模型中预应变ε0是单轴拉伸试验获得的真应力应变曲线用swift方程进行拟合获得;临界剪切应力τ0是利用纯剪切试件、并进行剪切试验获得;内禀参数α是采用公式根据断裂强度σ
f
与临界剪切应力τ0计算获得。6.根据权利要求2所述的一种材料全象限断裂成形极限图的绘制方法,其特征在于,椭圆断裂准则如下式:罗德参数表达式为:其中,τ为切应力,σ为正应力,β为椭圆断裂准则的外部影响参数,σ
f
为断裂强度。7.根据权利要求2所述的一种材料全象限断裂成形极限图的绘制方法,其特征在于,应变比例如下:变比例如下:
其中,为等效塑性应变断裂应变。8.一种材料全象限断裂成形极限图的使用方法,其特征在于,材料全象限断裂成形极限图通过权利要求1-7的绘制方法得到,包括如下过程:材料在成形过程中,测量成形重点区域的主应变与次应变,将成形重点区域的主应变与次应变与所绘制的全象限断裂成形极限曲线进行比较:如果测量成形重点区域的主应变与次应变所在点与全象限断裂成形极限曲线垂直距离为断裂成形极限曲线上垂直落点的主应变的a%以内,停止此处塑性变形;如果测量的成形重点区域的主应变与次应变所在点与全象限材料断裂成形极限曲线的垂直距离为曲线上垂直落点主应变的a%以上,则表明能够在此处继续进行成形。9.根据权利要求8所述的一种材料全象限断裂成形极限图的使用方法,其特征在于,a%取值为15%。10.根据权利要求8所述的一种材料全象限断裂成形极限图的使用方法,其特征在于,所述成形重点区域包括成形过程中转角区域和/或壁厚减薄率超过30%区域。
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