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成形极限图的测试、应用和可信度分析

卢国清 , 邱晓刚 , 骆中云 , 陈文龙

钢铁钒钛 doi:10.3969/j.issn.1004-7638.2002.03.014

成形极限图通常是通过钢模胀形试验测得,实际测量的成形极限图与ASAME自动应变测试分析系统模拟计算的成形极限曲线吻合较好.应用成形极限图分析冲压零件成形的安全裕度和进行选材预测时,对以平面应变和胀形为主的成形零件具有较高的可信度,而对以深拉延变形为主的成形零件可信度不高.

关键词: 成形极限图 , 钢板 , 选材预测 , 可信度

轿车零件应变分析与FLD选材预测

汪承璞 , 冯苏宁 , 陆匠心

钢铁

对CA7220红旗轿车主要零件使用的钢板进行了冲压级别分类,采用网格法测定了零件冲压后的应变值并绘制了零件应变图和成形极限图(FLD).用有限元模拟分析(FEA)确定出油底壳零件变形的危险部位,计算了危险部位的成形安全裕度,并对零件优化选材进行了性能预测.

关键词: 冷轧薄板 , 冲压成型 , 应变分析 , 成形极限图

St14双相钢板成形性能研究

张梅 , 符仁钰 , 许珞萍

上海金属 doi:10.3969/j.issn.1001-7208.2000.02.002

研究了St14钢的双相处理工艺、双相组织、力学性能成形极限图及实冲情况.结果表明,通过在(α+γ)两相区温度加热的淬火处理获得了铁素体加马氏体的双相钢钢板,实冲壳体时具有良好的成形性能.

关键词: 双相钢-St14 , 双相处理 , 钢板成形性 , 成形极限图

表面凹槽形态对Q-P-T钢成形能力预测的影响

龚俊杰 , 郝庆国 , 左训伟 , 郭正洪 , 陈乃录 , 戎咏华

机械工程材料 doi:10.11973/jxgccl201508003

为了确定成形极限图(FLD)理论的凹槽模型中合理的凹槽角度和凹槽深度比,以新型淬火-分配-回火(Q-P-T)钢为研究对象,分别制备了凹槽深度比为5％,10％,15％,25％和凹槽角度为45°,60°,90°的拉伸试样,经单轴拉伸试验后,采用不同的本构模型对拉伸曲线进行拟合,随后利用Swift-Hill公式对单轴拉伸条件下的极限应变值进行了计算,并将理论预测值与经验数据进行比较.结果表明:合适的FLD理论计算应取凹槽深度比为5％左右,凹槽角度等于或小于45°;单轴拉伸条件下极限应变值的计算方法为构成完整FLD的其它加载方式下的极限应变理论预测奠定了基础.

关键词: 淬火-分配-回火钢 , 成形极限图 , 凹槽模型 , 单轴拉伸

拼焊板成形性能的理论预测与实验研究

马向东 , 官英平

中国有色金属学报(英文版) doi:10.1016/S1003-6326(16)64108-0

基于塑性本构关系和Hosfrod屈服准则,当拼焊板焊缝及热影响区金属的弹塑性力学性能已知时,提出一种获得拼焊板成形极限图的理论计算方法.建立获取拼焊板成形极限图的半球凸模胀形物理实验模型,并将物理实验结果与理论计算结果进行对比分析.研究结果表明:拼焊板及其母材成形极限图的理论计算结果与物理实验结果吻合较好;拼焊板的成形极限明显低子母材,说明拼焊板与母材相比,成形性能降低.该理论计算模型为快速准确获得拼焊板的成形极限图提供了一种方法.

关键词: 拼焊板 , 成形极限图 , 纳米压痕实验 , 半球凸模胀形实验

材料模型对高温Ti-6Al-4V合金理论成形极限图预测的影响

Nitin KOTKUNDE , Sashank SRINIVASAN , Geetha KRISHNA , Amit Kumar GUPTA , Swadesh Kumar SINGH

中国有色金属学报(英文版) doi:10.1016/S1003-6326(16)64140-7

成形极限图是一种用来描述使板材不发生局部颈缩所需最大主应变的重要图形。它是一种预测板材变形过程中变形极限的方便、有效的工具。本研究中，在400°C和不同样品宽度的条件，通过Nakazima实验得到了Ti?6Al?4V合金的成形极限图。此外，为了使用成形极限图对材料参数进行理论预测，提出了不同的各向异性屈服准则(Barlat 1989, Barlat 1996, Hill 1993)和不同的硬化模型(Hollomon幂定律、Johnson?Cook(JC)模型、改进的Zerilli?Armstrong (m-ZA)和Arrhenius (m-Arr)模型)。结合所提出的屈服准则和本构模型，通过Marciniak和Kuczynski (M?K)理论确定了Ti?6Al?4V合金的成形极限图。结果表明：屈服模型对材料成形极限图的影响大于本构模型的影响。然而，材料的厚度缺陷系数(f0)与其硬化模型密切相关。Hill(1993)屈服准则最适合于成形极限图右边区域的预测，而Barlat(1989)屈服准最适合于成形极限图左边区域的预测。由于所得到的混合理论成形极限图兼具Barlat(1989)和Hill(1993)屈服模型和m-Arr硬化模型的优点，因此，它与实验得到的成形极限图吻合很好。

关键词: Ti-6Al-4V合金 , 屈服准则 , 硬化模型 , Marciniak-Kuczynsk理论 , 成形极限图

AZ31B镁合金不同椭圆度凹模黏性介质温热胀形工艺

高铁军 , 刘青 , 张文卓

中国有色金属学报(英文版) doi:10.1016/S1003-6326(17)60018-9

基于不同椭圆度凹模胀形原理，选择具有良好热稳定性和导热性能的甲基乙烯基硅橡胶作为黏性介质，进行AZ31B镁合金黏性介质温热胀形试验，并采用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对成形过程进行分析。确定AZ31B镁合金黏性介质温热胀形最佳温度，以及凹模椭圆度对AZ31B镁合金黏性介质温热胀形变形规律的影响。同时根据网格应变原理，通过对不同椭圆度极限胀形试件的测量，绘制出 AZ31B 镁合金黏性介质温热成形极限图(FLD)。研究结果表明，在耐热温度范围内，热态黏性介质能够适应试件几何形状的变化建立非均匀压力场，非均匀压力差值随着椭圆度的增大而减小，根据极限胀形试验绘制出的成形极限图，能够综合反映出零件复杂程度与极限变形程度的关系。

关键词: AZ31B镁合金 , 黏性介质温热胀形 , 成形性能 , 不同椭圆度凹模 , 成形极限图

基于应力成形极限图的6061铝合金成形特征

中国有色金属学报(英文版) doi:10.1016/S1003-6326(16)64350-9

采用成形极限图准则和韧性断裂准则两个数值准则对6061铝合金的成形特征进行预测。将数值模拟结果与实验所得成形极限图和冲头力?位移图进行对比。采用Hecker半圆形冲头计算实验成形极限图。将实验成形极限图转化为成形极限应力图并导入 Abaqus 软件中对样品的缩颈进行预测。将成形极限应力图预测结果与实验所得成形极限应力图进行比较。结果表明，韧性断裂准则对6061铝合金成形极限图和成形极限应力图的预测精度较高。冲头的力?位移图模拟结果和实验结果对比表明模拟结果和实验结果吻合。

关键词: 6061铝合金 , 成形极限图 , 成形极限应力图 , 韧性断裂准则 , 有限元方法

AZ31镁合金板温热状态下成形极限图的理论预测

曹晓卿 , 徐平平 , 樊奇 , 王文先

中国有色金属学报(英文版) doi:10.1016/S1003-6326(16)64363-7

基于刚塑性材料在平面应力条件下变形的 M?K 理论对 AZ31镁合金在温热状态下的成形极限图(FLD)进行了预测，在理论预测时采用von Mises和Hill’48屈服准则。通过单向拉伸实验获得所用的AZ31镁合金板的力学性能，同时在分析时引入Fields?Backofen本构方程。此外，采用刚性凸模胀形方法获得了AZ31镁合金板在不同温度下的实验FLD曲线用以验证理论预测结果。通过对473 K和523 K下理论预测FLD与实验FLD间的比较，发现理论预测结果受计算时所采用的屈服准则的影响，特别是在温度较低时。采用 Hill’48二次型各向异性屈服准则获得的FLD与实验数据有较好的一致性。

关键词: 镁合金 , 成形极限图 , 理论预测 , 屈服准则 , 板材温热成形

铜铝复层板成形极限图研究

刘洪伟 , 郭成

材料科学与工艺

为了评价铜铝复层板成形性能,采用Hosford高阶屈服准则和M-K理论推导复层板的成形极限应变表达式,通过理论计算得到铜铝复层板的成形极限图,利用胀形试验分析热处理工艺及接触方式铜铝复层板成形极限的影响,采用扫描电子显微镜对界面与断口形貌进行观察分析.研究结果表明:理论计算结果与试验结果吻合较好,铜在外侧复层板成形极限高于铝在外侧时的成形极限,热处理工艺对提高复层板的成形极限具有重要的作用,复层板两侧金属发生断裂的同时,界面产生部分脱离.

关键词: 铜铝复层板 , 成形极限图 , M-K理论