力學(xué)學(xué)報(bào)：超塑性材料約束脹形中的空洞損傷與變形局部化
2023-07-17【作 者】胡平;李運(yùn)興;陳塑寰
【引 言】
超塑材料具有更大的延伸率，它可一次成形出構(gòu)形極其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)零件和圖像清晰的工藝品，且模具加工費(fèi)用和生產(chǎn)成本低，因此，近年來(lái)對(duì)超塑材料的開(kāi)發(fā)和利用已引起世界各國(guó)的關(guān)注。
超塑特性主要表現(xiàn)在當(dāng)材料變形失穩(wěn)之后，流動(dòng)局部化過(guò)程與普通韌性材料有很大區(qū)別。與m值直接相關(guān)的所謂“強(qiáng)化-松弛”過(guò)程引起局部化變形的傳播，高的延伸率恰是在這一階段獲得，因此，人們對(duì)超塑材料變形局部化的研究重點(diǎn)也主要集中在失穩(wěn)-斷裂階段。
本文將二階段空洞長(zhǎng)大模型[5]、含變形損傷的本構(gòu)關(guān)系[6]引入到大變形剛塑性有限元中，研究了空洞敏感材料向錐臺(tái)形凹模內(nèi)約束脹形中空洞化損傷與應(yīng)變局部化特性。重點(diǎn)研究了材料參數(shù)、模具幾何參數(shù)對(duì)脹形件厚度不均勻性，以及材料向凹模角部充填性的影響。
【結(jié) 論】
本文應(yīng)用二階段空洞長(zhǎng)大模型對(duì)變形局部化過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值研究，得出具體結(jié)論如下：
1）提高靜水背壓可有效地抑制空洞擴(kuò)展，改善厚度不均勻性，增強(qiáng)材料向模角的充填性。
2）當(dāng)凹模高度比Hp/Rd達(dá)到一定值時(shí)，為保證成功貼模必須施加一定的靜水背壓力。
3）增大側(cè)壁斜度θ可減小成功貼模所需最小靜水背壓力，改善厚度分布不均勻性。
4）β0對(duì)約束脹形過(guò)程有明顯影響。在β0一定時(shí)，加大θ或采用高m值材料都可減少成功貼模所需最小背壓力。
以下是正文：
