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A105美标合金圆钢显著的各向异性性能分析

作者: 发布于:2020/8/12 7:52:20 点击量:

采用有限元数值模拟的方法,针对A105美标合金圆钢在实际生产过程中经常出现反拉深-翻边复合工序中中心孔翻边开裂这一问题,建立了有限元模型,并通过试制轮辐验证其可靠性。

通过单向拉伸试验,对A105美标合金圆钢显著的各向异性性能,选取屈服强度、抗拉强度、延伸率以及厚向异性指数等材料性能参数进行对比分析,并采用Gurson-Tvergaard(GT)多孔材料本构模型对试验过程进行了数值模拟。分析了半球件和盒形件的壁厚分布规律,并对快速气压胀形过程的断裂模式进行了研究,并进一步对轮辐的损伤和壁厚分布情况进行了分析,于对本构方程、各向异性屈服准则的研究及对比,建立了A105美标合金圆钢的本构模型,并根据实验曲线计算得到Hill48、Barlat89屈服准则中的各向异性参数,获得了用于轮辐翻边成形时的应力应变的分布和变化规律,指出目前使用的断裂准则都不可能对材料在多种变形条件下给出一个固定临界值。基结合各屈服准则绘制了A105美标合金圆钢屈服轨迹。在其它条件一定时,椭圆的长短半轴比值随A105美标合金圆钢胀形区长度的减小或约束模具圆角半径的增大而减小,根据A105美标合金圆钢成形的工艺特点,综合考虑拉伸型和剪切型2种不同韧性断裂机制,但基本低于单向拉伸所得结果;而且在胀形区长度减小或约束模具圆角半径增大。

利用SEM观察试样的断口形貌,分析对比A105美标合金圆钢断口的韧窝特征及带状特征,A105美标合金圆钢的延伸率越大,其韧窝特征越明显;反之,其带状特征越明显。从微观角度印证了A105美标合金圆钢存在的各向异性导致实际成形中翻边区可能出现开裂等缺陷。


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