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机械工程学报 2023年第10期59卷 66-75页

作者：夏琴香张义龙肖刚锋晏畅华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640

破裂是金属拉深旋压成形最主要缺陷之一,通过分析拉深旋压时的破裂形式、受力特征及裂纹形成过程,提出构建适用于金属拉深旋压的韧性断裂准则,以实现对拉深旋压破裂缺陷的准确预测与控制。以Haynes230镍基高温合金为研究对象,通过分析... 详细信息

破裂是金属拉深旋压成形最主要缺陷之一,通过分析拉深旋压时的破裂形式、受力特征及裂纹形成过程,提出构建适用于金属拉深旋压的韧性断裂准则,以实现对拉深旋压破裂缺陷的准确预测与控制。以Haynes230镍基高温合金为研究对象,通过分析拉深旋压应力特征,指出最大主应力是导致筒壁中部轴向破裂、最大切应力是导致口部切向破裂的主要原因,并构建出考虑拉深旋压两种破裂形式的修正Lou准则。设计不同应力三轴度的单向拉伸试验,标定韧性断裂准则损伤参数;基于拉深旋压试验,验证适用于拉深旋压的韧性断裂准则,预测镍基高温合金拉深旋压时的损伤破裂。结果表明,由于Lou准则仅考虑了最大切应力的影响,导致工件提前形成轴向破裂。修正的Lou准则同时考虑最大主/切应力的影响,能准确预测拉深旋压破裂的形成位置与形成时刻,其破裂时刻预测的相对误差仅为7%。拉深旋压时当出现口部鼓包缺陷后,损伤在沿鼓包区迅速积累,导致裂纹从鼓包区沿轴向扩展形成轴向破裂。由于旋轮接触区材料在外表面受压应力、内表面受拉应力,使得筒壁中部的内表面更易形成切向破裂。

关键词：镍基高温合金拉深旋压 Lou准则修正的韧性断裂准则破裂预测

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金属剪切旋压成形时的韧性断裂准则

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机械工程学报 2018年第14期54卷 66-73页

作者：夏琴香周立奎肖刚锋程秀全陈维平华南理工大学机械与汽车工程学院广州民航职业技术学院飞机维修工程学院

破裂是剪切旋压时最主要的失效形式。为实现对剪切旋压时破裂的精确预测,根据剪切旋压成形时变形区材料的受力特点,提出对基于材料压缩变形塑性本构模型的Oyane准则进行研究。以DP600高强钢为研究对象,通过ABAQUS软件的VUSDFLD子程序二... 详细信息

破裂是剪切旋压时最主要的失效形式。为实现对剪切旋压时破裂的精确预测,根据剪切旋压成形时变形区材料的受力特点,提出对基于材料压缩变形塑性本构模型的Oyane准则进行研究。以DP600高强钢为研究对象,通过ABAQUS软件的VUSDFLD子程序二次开发,将Oyane准则耦合到剪切旋压有限元模型进行断裂损伤的计算及断裂阈值的判断。通过椭球形芯模旋压试验对断裂预测结果进行验证。结果表明,基于Oyane准则模拟得到的断裂危险位置位于已变形区靠近变形区处并沿着切向均匀分布,与试验结果的分布规律一致;但基于模拟所得到的极限减薄率与试验结果之间的相对误差达到33.8%。在Oyane准则的基础上,通过考虑平均应力和最大剪切应力对韧性损伤过程的影响,构建出适用于剪切旋压成形的修正韧性断裂准则。结果表明,采用修正后的韧性断裂准则,模拟得到的极限减薄率与试验结果的相对误差仅为15.9%;与Oyane韧性断裂准则相比,相对误差减小了17.9%。获得适用于剪切旋压时的韧性断裂准则,为金属剪切旋压成形破裂的精确预测奠定理论基础。

关键词：剪切旋压 Oyane准则破裂预测修正的韧性断裂准则椭球形芯模

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