【作 者】王凱迪;李迪;冷楊松;付秋濤;徐家川;姜寧
【引 言】
應用成形極限圖(FLD)[1]評價板料成形性能優劣是工程實際中常用的方法。成形極限圖的確定方法主要有試驗法、理論計算法以及數值模擬法,試驗法主要是通過剛模脹形試驗獲取板材在不同應變狀態下的成形極限點以作出成形極限圖,但該方法工作量大且耗時長、成本高。
劉大海等[2]192-197基于剛模脹形試驗獲得了DP780鋼板料在溫度范圍為293K~773K內關鍵溫度點的成形極限曲線,并建立了對應的成形極限曲線數學模型。理論計算法則是根據板料特性選用合適的屈服準則和塑性本構模型、失穩理論作為判斷板料是否發生韌性斷裂的條件來進行解析計算的[3]。
但這些失穩理論通常只適用于板材有明顯的頸縮現象或厚度變薄現象的情況。隨著數值模擬技術的發展,相關學者開始采用韌性斷裂準則與有限元仿真相結合的方法來預測板材的成形極限。
本文基于文獻「7 ] 302-304 DP780鋼板料在溫度范圍573K~873K,應變率范圍6. 67 x 10-4 s-1~6. 67 x 10-3s-1下的單向拉伸試驗,通過強塑積指標確定溫度為673 K、應變率為3. 33 x 10-3 s-1條件下DP780鋼板的溫沖壓成形性能較好,建立了該條件下相應的韌性斷裂預測模型,并將斷裂預測模型與溫熱成形本構模型、Hill' 48屈服準則相結合,較好地預測了DP780鋼板在該變形條件下的成形極限曲線,為DP780鋼在其他溫度下成形極限的預測提供一定的參考價值。
【結 論】
本文建立了溫度為673 K可以預測DP780鋼板料在不同應變路徑下發生拉伸型斷裂和剪切型斷裂兩種斷裂機制的韌性斷裂預測模型,并與剛模脹形數值模擬相結合預測了DP780鋼板料在該溫度下的成形極限曲線,具體結論如下:
1)通過分析和評估五種常用的韌性斷裂準則在DP780鋼無缺口試件單向、缺口件溫拉伸試驗的斷裂閾值,確定了影響DP780鋼板溫熱成形過程中韌性斷裂的主要因素,由此建立了溫度為673 K下適用于DP780鋼板不同變形路徑下的韌性斷裂預測模型。
2)將建立的韌性斷裂預測模型與剛模脹形試驗的有限元仿真相結合,較好地預測了DP780鋼板在溫度為673 K時的成形極限曲線。驗證了該溫度下韌性斷裂準則的適用性以及該數值模擬方法獲取DP780鋼成形極限曲線的可靠性。
以下是正文: