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1、模具技术2009.No.51文章编号:100124934(2009)0520001204材料常用流动应力模型研究李宏烨,庄新村,赵震(上海交通大学模具CAD国家工程研究中心,上海200030)摘要:材料流动应力模型是金属成形数值模拟的重要参数之一。对于中厚板体积成形而言,经常规板料拉伸试验所得的流动应力范围达不到数值模拟的需要,对应大应变的流动应力一般借助外推模型进行估测。选用不同的外推模型使得中厚板体积成形数值计算所得的成形力存在较大的偏差,这种偏差会影响压力机的选择和模具强度的校核。基于中厚板材料的拉伸试验曲线结果,
2、采用物理分析和数学推导相结合的方法研究了8种外推模型的拟合准确度、物理意义、硬化程度等因素。研究结果对中厚板体积成形数值模拟中材料流动应力模型的选择具有一定的理论指导。关键词:材料模型;流动应力;有限元;中厚板中图分类号:TG376.1文献标识码:AAbstract:Materialflowstressmodelisanimportantparameterinfiniteelementsimulationofmetalplasticityforming.Therangeofflowstresstestedinordina
3、rysheettensiletestcannotsatisfythedemandtosimulatethebulkformingofmedium2thicksheet.Andtheflowstressatlargestrainisusuallyestimatedbyextrapolatingmodel.Inthenumericalsimulationofmedium2thicksheetmetalforming,differentextrapolatingmodelsmayleadtolargedevi2ationsin
4、theformingforces,whichcouldinfluencetheselectionofpressmachineandthestrengthcheckingofdie.Basedonthetensilecurveofthemedium2thicksheet,somefactorsofeightextrapolatingmodels,suchastheaccuracyofcurvefitting,physicalmeaningandhardeningdegreewerestudiedbythecomplexme
5、thodofphysicalanalysisandmathematicalderivation.Theresultscouldprovidesometheoreticalreferencefortheselectionofmaterialflowstressmodelsinmedium2thicksheetmetalbulkformingsimulation.Keywords:materialmodel;flowstress;finiteelementanalysis;medium2thicksheet0引言单向拉伸试验
6、会产生缩颈现象,准确测得的流动应力曲线其等效塑性应变往往在0.2以内,材料的流动应力曲线是金属成形数值模拟而中厚板体积成形过程中局部的等效塑性应变[2]的重要参数之一。对于材料的流动应力曲线,远大于1。因此,需借助外推模型对大应变情一般采用板料单向拉伸试验进行测定[1]。由于况下的流动应力进行估测。收稿日期:2009205205基金项目:高等学校博士学科点专项科研基金资助课题(20070248056)。作者简介:李宏烨(19862),男,硕士研究生。2DieandMouldTechnologyNo.52009[3]所谓流
7、动应力模型,是指将流动应力σ视值非饱和外推模型,其公式为:σn作真实应变Š的函数,并以此函数逼近实测的=σs+A·Šp(2)流动应力曲线,通常以σ=σ(Š)表示。为此,许式中:σs>0、A>0、n>0———拟合参数[3]多学者提出了各类外推模型,如Hollomon模Ludwik模型是由Hollomon模型演化而来型、Swift模型、Ludwik模型等。这些外推模型的,但由于σ=σ(Šp)不再具有过原点的性质,而在小应变范围内的差别不大,但由于在拟合准是必过屈服点,且应力值无上限,属非饱和模确度、物理意义、硬化程度等方面存
8、在差异,导型。致随着应变扩展估测所得的流动应力差别逐渐1.2.2饱和外推模型增大。不同的外推模型使得中厚板体积成形数饱和模型是指流动应力随应变的增大逐渐值计算所得的成形力存在很大的偏差。因此,趋向定值的外推模型。Voce模型是最早出现要根据特定材料的拉伸试验曲线,对不同外推[5]的1种饱和外推模型,其公式为:模型的性
