硼鋼高溫本構(gòu)方程及基于Lemaitre理論的損傷演化模型.pdf

1、節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越得到人們的重視，隨著人們意識(shí)的提高，對(duì)汽車的安全性、可靠性、環(huán)保性、舒適性等要求逐步提高，各大汽車制造公司為了提高產(chǎn)品的質(zhì)量，不斷創(chuàng)新和改進(jìn)新的制造方法與制造工藝，從汽車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)新材料兩個(gè)方面試圖減輕汽車的重量。在汽車制造方面，對(duì)超高強(qiáng)鋼的使用可以同時(shí)滿足汽車輕量化方面的要求和對(duì)汽車安全性能的要求。所以，熱成形硼鋼也得到了研究者的廣泛關(guān)注。與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法不同，使用數(shù)值模擬不僅實(shí)施方便、節(jié)省資金的投入

2、，其結(jié)果具有一定的指導(dǎo)意義。通過(guò)對(duì)本構(gòu)模型的分析可以對(duì)此種材料本構(gòu)模型的選擇以及研究思路提供幫助。本文以B1500HS硼鋼板為研究對(duì)象，對(duì)其單向熱拉伸性能進(jìn)行研究，對(duì)其在整個(gè)高溫?zé)崂熘械睦爝^(guò)程、斷裂過(guò)程分別進(jìn)行了研究，并對(duì)其在不同溫度不同應(yīng)變速率下的拉伸以及斷裂的本構(gòu)模型進(jìn)行了分析。
　　通過(guò)單向熱拉伸實(shí)驗(yàn)，計(jì)算得到各相應(yīng)測(cè)試條件下的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線，分析了變形溫度和應(yīng)變速率對(duì)流變應(yīng)力的影響，研究了硼鋼B1500HS奧氏體狀

3、態(tài)下Arrhenius本構(gòu)模型，計(jì)算結(jié)果表明:變形溫度和應(yīng)變速率對(duì)流變應(yīng)力影響顯著，該模型的計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的吻合度較好。對(duì)已有的本構(gòu)模型進(jìn)行比較研究，采用Hensel-Spittel模型、Nemat-Nasser模型、Tong-Wahlen模型和Norton-Hoff模型分別描述硼鋼B1500HS流動(dòng)應(yīng)力，并通過(guò)相關(guān)系數(shù)、平均相對(duì)誤差、均方差等數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法對(duì)各模型預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性進(jìn)行評(píng)估。根據(jù)硼鋼流動(dòng)應(yīng)力曲線的特點(diǎn)對(duì)Norton-Hof

4、f模型進(jìn)行了修正，分析結(jié)果表明:修正后的NortomHoff模型對(duì)硼鋼B1500HS的流動(dòng)應(yīng)力的預(yù)測(cè)更精確。
　　推導(dǎo)了Lemaitre韌性損傷準(zhǔn)則的演化過(guò)程。借助FORGE軟件對(duì)硼鋼在不同溫度、不同應(yīng)變速率下的拉伸斷裂行為進(jìn)行數(shù)值模擬，通過(guò)Lemaitre韌性損傷準(zhǔn)則描述硼鋼的斷裂行為，利用modeFRONTIER軟件對(duì)Lemaitre韌性損傷模型的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相比較，發(fā)現(xiàn)數(shù)值模型采用優(yōu)化后的Lemaitre韌性損