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金属延性断裂准则精度的评价

塑性工程学报 2011年第2期18卷 103-106页

作者：杨锋平罗金恒张华张广利张奕中国石油集团石油管工程技术研究院石油管力学和环境行为重点实验室西安710065

为考察实际使用中10种断裂准则的精度,以2A12-T4铝合金为材料,进行5种不同应力状态的拉伸断裂试验,并在ABAQUS中计算其相应的有限元模型。当试验值与有限元结果足够接近时,提取有限元计算结果以研究各种准则的表现。结果显示,对于应力... 详细信息

为考察实际使用中10种断裂准则的精度,以2A12-T4铝合金为材料,进行5种不同应力状态的拉伸断裂试验,并在ABAQUS中计算其相应的有限元模型。当试验值与有限元结果足够接近时,提取有限元计算结果以研究各种准则的表现。结果显示,对于应力状态简单的试验,大多数准则均表现较好;对于应力状态稍复杂的试验,多参数断裂准则总体上优于单参数准则,其中以Norris准则、Wilkins准则表现最为优异。

关键词：延性断裂准则断裂阈值应力三轴度有限元方法

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韧性断裂准则参数的3种不同标定方法

锻压技术 2017年第5期42卷 113-118页

作者：孟烨晖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

韧性断裂准则可用于金属塑性成形过程中韧性断裂的判据,但预测的准确性依赖于准则参数的有效标定。在目前常用的基于试验与模拟的反求分析法以及曲面拟合法的基础上,给出了一种断裂阈值积分求解的标定方法。利用一系列宽应力三轴度范围... 详细信息

韧性断裂准则可用于金属塑性成形过程中韧性断裂的判据,但预测的准确性依赖于准则参数的有效标定。在目前常用的基于试验与模拟的反求分析法以及曲面拟合法的基础上,给出了一种断裂阈值积分求解的标定方法。利用一系列宽应力三轴度范围内的试验结果,分别采用上述3种标定方法进行了L-H韧性断裂准则的参数求解,并对3种标定方法进行了对比分析,给出了各自的优缺点。由对比结果可知:相比于反求分析法,断裂阈值积分求解的标定方法和曲面拟合法可以改善求解效率;损伤阈值积分求解的标定方法相比于曲面拟合法而言,精度有所提高。

关键词：韧性断裂准则应力三轴度反求分析法断裂阈值曲面拟合法

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韧性断裂准则的参数标定方法及其适用性研究

韧性断裂准则的参数标定方法及其适用性研究

作者：孟烨晖上海交通大学

学位级别：硕士

在工业生产过程中,材料由于承受大应力和大变形而产生起裂,因此通过数值模拟方法预测材料在成形过程中的起裂位置、起裂时刻以及裂纹扩展的方式越来越受到人们的重视。数值模拟结果的准确性依赖于所选取的韧性断裂准则。由于可移植性好... 详细信息

在工业生产过程中,材料由于承受大应力和大变形而产生起裂,因此通过数值模拟方法预测材料在成形过程中的起裂位置、起裂时刻以及裂纹扩展的方式越来越受到人们的重视。数值模拟结果的准确性依赖于所选取的韧性断裂准则。由于可移植性好,很多韧性断裂准则都已经被植入各主流的商业有限元软件中,使用者通过输入模型参数即可使用。而一般的韧性断裂准则往往存在众多参数,不同的参数所得到的模拟结果截然不同。模型参数确定需要通过一系列的不同应力状态的试验结果得到,但是所需要的应力状态变量在试验过程中并不是一个定值,因此有学者引入了平均值的计算方法来便于进行参数的标定。不过目前还没有人评估过,该计算方法确定的参数是否会对韧性断裂准则的使用引入新的误差。因此研究韧性断裂准则的参数标定方法及其适用性对于有限元数值模拟的应用具有重要意义。为了评估使用平均值变量带来的误差,本文引入一系列的宽应力三轴度的试验,并提取了试验模拟的初始起裂点的断裂相关状态变量,如应力三轴度、罗德参数和等效断裂应变。在此基础上,计算了初始起裂点的平均应力三轴度和平均罗德参数,并利用L-H韧性断裂准则来评估使用平均值变量带来的误差,同时引入了一个相对误差公式来标定该误差。通过比较每组试验计算的累积损伤值和临界阈值,得到了使用平均值变量所引入的相对误差。研究发现,在压缩试验中,该相对误差值较大。且对于不同的试验,参数值C和C对引入相对误差值的影响也是不尽相同的。因此为了深入探究平均值变量引入的误差受到哪些因素的影响,针对韧性断裂准则中存在的变量,如参数值C和C、应力三轴度与等效应变的函数类型以及被积函数类型,建立了一系列的以不同应力三轴度与等效应变的函数类型为基础的研究。应力三轴度与等效应变的函数对引入相对误差的影响,即分段函数的指数a、应力三轴度截距值以及等效应变分段值对引入相对误差的影响。研究发现,参数C、应力三轴度与等效应变函数的指数a和应力三轴度截距值,会对相对误差的增加产生较大影响。对韧性断裂准则的参数进行标定的时候,在目前常用的基于试验与模拟的反求分析法以及曲面拟合法的基础上,给出了一种断裂阈值积分求解的标定方法。利用一系列宽应力三轴度范围内的实验结果,分别采用上述三种标定方法进行了L-H韧性断裂准则的参数求解,并对三种标定方法进行了对比分析,给出了各自的优缺点。由对比结果可知:相比于反求分析法,断裂阈值积分求解的标定方法和曲面拟合法可以改善求解效率;损伤阈值积分求解的标定方法相比于曲面拟合法而言,精度有所提高。针对目前没有韧性断裂准则可以很好的适用到宽应力三轴度范围,且目前对韧性断裂准则的推广都局限于适用于高应力三轴度的准则向低负应力三轴度适用的推广,本文对考虑变化应力三轴度截止值的L-H韧性断裂进行了宽应力三轴度范围的推广。通过考虑高应力三轴度状态下的损伤机理以及高应力三轴度向低应力三轴度的损伤转变,提出了推广的L-H韧性断裂准则及公式。然后再通过有限元模拟所引用的一系列试验,证明在引用的宽应力三轴度范围之内,推广的L-H韧性断裂准则具有较好的预测性和准确性。经过构建损伤曲面和分析得知,低负应力状态的试验数据点,以及圆棒拉伸试验和缺口圆棒拉伸试验所在的高应力三轴度、低罗德参数范围的试验数据点与损伤曲面吻合性较好。而由于引入试验的数据不够全面,在双拉试验所在的高应力三轴度、高罗德参数范围,损伤曲面描述与实际情况存在一些偏差。

关键词：韧性断裂准则应力三轴度断裂阈值误差评估

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同周速飞剪与异周速飞剪力能参数对比研究

重型机械 2010年第6期 26-29页

作者：朱文豪高文辉高洪军王俊萍鞍钢集团公司辽宁鞍山114033 中国重型机械研究院有限公司陕西西安710032 鞍钢股份有限公司辽宁鞍山114021

介绍了断裂理论及断裂准则(Normalized Cockcroft&Latham),同时运用有限元软件DE-FORM-2D对异周速滚筒式飞剪动态剪切过程进行模拟,对比了同周速飞剪和异周速飞剪剪切力、剪切功、侧推力及剪切扭矩等力能参数的差异,对比分析了两种剪切... 详细信息

介绍了断裂理论及断裂准则(Normalized Cockcroft&Latham),同时运用有限元软件DE-FORM-2D对异周速滚筒式飞剪动态剪切过程进行模拟,对比了同周速飞剪和异周速飞剪剪切力、剪切功、侧推力及剪切扭矩等力能参数的差异,对比分析了两种剪切方式下剪切断面质量,为滚筒式飞剪剪切理论研究提供了一定的依据。

关键词：断裂阈值飞剪力能参数