成形極限圖的獲取
成形極限圖的確定方法通常有兩(liang) 種,即理論計算,BR>理論計算成形極限圖是采用不同的屈服準則和塑性本構關(guan) 係、基於(yu) 不同拉\伸失穩準則作為(wei) 頸縮與(yu) 破裂的條件進行解析的。
目前較常用的屈服準則是Hill係列屈服準則(包Hill48,Hill79,Hill90,Hill93),Hosford屈服準則等,實際上Hosford屈服準則是Hill79屈服準則的一個(ge) 特例。還有其他許多屈服準則,例如Barlat,Taylor, Gotoh等屈服準則,但由於(yu) 所涉及的參數較多,應用不是很廣。
用試驗確定成形極限曲線。
研究者們(men) 較常用的方法是曲麵法,也就是Nakazima試驗法,其實質是半球形剛性凸模脹形試驗。通過改變試件的寬度,使其側(ce) 向約束改變從(cong) 而得到從(cong) 單拉到等雙拉的成形極限。曲麵法具有以下幾個(ge) 特點:
(1) 變形受到模具幾何尺寸的限製,並且破裂通常都在試件的特定位置發生;
(2) 試件中包含有彎曲應變,其大小取決(jue) 材料厚度和凸模半徑;
(3) 由於(yu) 摩擦和曲率的影響,試件中存在較大的應變梯度。
由於(yu) 上述特點的存在,使得曲麵法對模具的幾何尺寸依賴較大,由於(yu) 較大應變梯度的存在,使所得試驗值與(yu) 可接受值之間存在較大差異。同時,由於(yu) 破裂總是發生在試件的某個(ge) 特定位置,使得該種方法對材料缺陷不敏感。更為(wei) 重要的是,該方法不能實現複雜加載。
平麵法中,可在板平麵內(nei) 獲得較均勻變形,避免了彎曲和摩擦效應。該方法對材料缺陷敏感,而且不受模具幾何尺寸的限製。同時,由於(yu) 不存在彎曲和摩擦效應,板麵內(nei) 不存在大的應變梯度,使所得的極限應變更準確。而且,從(cong) 平麵法與(yu) 曲麵法的比較中可看到,為(wei) 了得到準確的成形極限曲線.平麵法所需試件比曲麵法的少,同時,由於(yu) 平麵法變形後試件表麵仍然保持平直,使得對應變的測量更加容易。
FLC測定原理
FLC用於(yu) 表示材料在設定的線性應變路徑變形條件下的近似的固有極限。為(wei) 了準確測定FLC,在測量區域需要保持近乎無摩擦的狀態。
首先在平直無變形的板料表麵印製選定的、尺寸的網格或隨機斑點圖案,然後采用Nakajima或Marciniak方法對板料進行變形直至破裂、停止試驗。
測量變形後試樣的應變,應變處理時忽略結果中縮頸或者破裂部分,然後通過播值確定材料不發生
失效所能承受的zui大應變。插值曲線中的zui大值被定義(yi) 為(wei) 成形極限。
成形極限由幾種應變路徑測量得到。測量的應變路徑範圍從(cong) 單向拉伸到雙向拉伸(脹形)。不同應變狀態下收集的單個(ge) 成形極限數據點連接起來即可得到成形極限曲線。繪於(yu) 圖中的曲線表示了薄板表麵兩(liang) 真實應變的一種函數關(guan) 係,即成形極限圖。x軸代表了次真實應變}, Y軸代表了主真實應變。
標準的轉換公式允許計算主真實應變和次真實應變。下文中,應變指真實應變,也稱為(wei) 對數應變。
ISO-FDIS 12004-2-2008和GBT 24171.1-2009 對用於(yu) FLC 實驗的試件要求
1. 平麵金屬試件
2. 厚度範圍:04~4mm
3. zui少5種不同結構的試件,從(cong) 窄條狀到圓形
4. 每種結構的試件至少3個(ge)
5. 拍攝速度不小於(yu) 10幀/s
6. 變形速率:1.0~2.0mm/s
7. 破裂位置發生試件正中間
FLC計算基本流程:
1. 對全部的試件進行散斑三維全場變形、應變計算
2. 對於(yu) 每個(ge) 試件,找出破裂前的一個(ge) 狀態
3. 在破裂前的狀態上,建立3~5條間距2mm左右的平行截線,對於(yu) 次應變>=0的情況,要求截線盡量垂直於(yu) 裂紋方向(偏差在25°以內(nei) ),對於(yu) 次應變<0的情況,要求截線盡量平行於(yu) 試件邊緣(主應變方向),截線長度盡量長,但不能到試件邊緣。
4. 輸出截線數據
5. FLC模塊讀入多個(ge) 試件的多組截線數據
6. 每一組截線數據,都包含主應變、次應變兩(liang) 組數據,對每組數據分別進行二次曲線擬合,得到二次曲線的極值(對於(yu) 主應變是zui大值,次應變是zui小值),這兩(liang) 個(ge) 機製分別作為(wei) 一個(ge) 點的X,Y坐標,形成FLC圖上的一個(ge) 點。
7. 多組截線得到多個(ge) 點,擬合這些點就可以得到FLC曲線
8. 輸出FLC曲線數據
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