[發(fā)明專(zhuān)利]一種判斷復(fù)雜加載路徑下板料成形是否絕對(duì)安全的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910275059.4
• 申請(qǐng)日: 2019-04-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110134992B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閻昱;門(mén)明良;王海波;李強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北方工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/20
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/20;G06F30/17;G06F113/22;G06F113/24
• 代理公司: 北京慧泉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11232
• 代理人: 李娜

本發(fā)明公開(kāi)一種判斷復(fù)雜加載路徑下板料成形是否絕對(duì)安全的方法：步驟一：進(jìn)行傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單加載路徑的成形極限試驗(yàn)，獲得簡(jiǎn)單加載路徑下的試驗(yàn)成形極限圖；步驟二：選用彈塑性理論的失穩(wěn)準(zhǔn)則，計(jì)算步驟一中的簡(jiǎn)單加載路徑下的成形極限圖，得到理論成形極限圖；步驟三：計(jì)算三種不同的雙級(jí)復(fù)雜加載路徑下的成形極限圖；步驟四：得到適應(yīng)于不同加載路徑的板料成形過(guò)程中的絕對(duì)安全區(qū)邊界線及適應(yīng)于不同加載路徑的板料成形過(guò)程中的絕對(duì)危險(xiǎn)區(qū)邊界線。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)及功效在于：該方法能夠針對(duì)不同金屬材料在經(jīng)歷復(fù)雜加載的成形工藝中是否絕對(duì)安全給出明確界限，方便實(shí)際工程應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種判斷復(fù)雜加載路徑下板料成形是否絕對(duì)安全的方法，屬于材料力學(xué)測(cè)試技術(shù)及力學(xué)性能研究領(lǐng)域。

背景技術(shù)

成形極限實(shí)驗(yàn)在表征板材成形性方面具有重要的作用，通過(guò)測(cè)量簡(jiǎn)單加載路徑下的成形極限實(shí)驗(yàn)后板材上破裂點(diǎn)附近的第一和第二主應(yīng)變，可以繪制一副成形極限圖，如圖1所示(橫坐標(biāo)為第二主應(yīng)變，縱坐標(biāo)為第一主應(yīng)變)，對(duì)板料實(shí)際成形工藝具有重要的指導(dǎo)作用。繪制成形極限圖后，對(duì)于板料成形工藝中的比例加載路徑而言，通過(guò)判斷成形中板料上不同點(diǎn)的第一和第二主應(yīng)變?cè)诔尚螛O限圖中的位置，可以判定板料是否會(huì)發(fā)生破裂。圖1所述為成形極限圖FLD(forming limit diagrams)，如果成形過(guò)程中板料上某點(diǎn)位于成形極限圖的上方，則認(rèn)為該點(diǎn)為危險(xiǎn)點(diǎn)，即會(huì)發(fā)生破裂，如果位于成形極限圖下方，則認(rèn)為該點(diǎn)為安全點(diǎn)，即不會(huì)發(fā)生破裂。

上述方法確立的成形極限圖主要適應(yīng)于簡(jiǎn)單加載路徑。很多成形工藝中，板料將經(jīng)歷復(fù)雜加載過(guò)程，而復(fù)雜加載路徑下板料的成形極限圖將不再是一條唯一的曲線，成形極限圖將受加載路徑的影響很大，如果繼續(xù)使用簡(jiǎn)單加載路徑下獲得的成形極限曲線，將會(huì)具有很大誤差。比如，對(duì)于某些復(fù)雜加載過(guò)程，如果采用簡(jiǎn)單加載路徑下的成形極限來(lái)預(yù)測(cè)，某些點(diǎn)可能被預(yù)測(cè)為安全點(diǎn)，但實(shí)際這些點(diǎn)可能破裂或者瀕于破裂，屬于危險(xiǎn)點(diǎn)，這將給工藝設(shè)計(jì)帶來(lái)極大麻煩。另外對(duì)于一些材料昂貴或者成形過(guò)程花費(fèi)較大的工藝來(lái)說(shuō)，需要成形過(guò)程的一次性成功，不允許進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)。而成形過(guò)程中又可能會(huì)經(jīng)歷各種復(fù)雜的加載路徑，因此迫切需要其成形中的絕對(duì)安全區(qū)，以為整個(gè)成形工藝的設(shè)置奠定基礎(chǔ)。

目前已有的成形極限試驗(yàn)，主要針對(duì)簡(jiǎn)單加載路徑。復(fù)雜加載路徑下的成形極限通常難以通過(guò)試驗(yàn)方法獲得。即使是加載路徑變化很小的成形極限試驗(yàn)，也需要耗費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力。當(dāng)加載路徑變化較大時(shí)，由于試驗(yàn)中不均勻變形的逐漸產(chǎn)生，使得成形極限試驗(yàn)結(jié)果難以精確測(cè)量。從試驗(yàn)上，很難獲得復(fù)雜加載過(guò)程中板料成形的絕對(duì)安全區(qū)。

另外，在進(jìn)行工藝計(jì)算或者工藝優(yōu)化分析時(shí)，如果能夠明確判定板料成形過(guò)程中某點(diǎn)是否處于絕對(duì)危險(xiǎn)區(qū)也具有重要的意義，能夠?yàn)楣に囋O(shè)計(jì)提供重要參考，如果判定某點(diǎn)處于絕對(duì)危險(xiǎn)區(qū)，則無(wú)需進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，應(yīng)首先進(jìn)行工藝改進(jìn)。

因此，提出一種能夠精確確定復(fù)雜加載路徑下板料成形過(guò)程中絕對(duì)安全區(qū)和絕對(duì)危險(xiǎn)區(qū)的方法，用以指導(dǎo)實(shí)際板料塑性成形工藝的工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有成形極限方法中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種判斷復(fù)雜加載路徑下板料成形是否絕對(duì)安全的方法，該方法能夠針對(duì)不同金屬材料在經(jīng)歷復(fù)雜加載的成形工藝中是否絕對(duì)安全給出明確界限，方便實(shí)際工程應(yīng)用。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種判斷復(fù)雜加載路徑下板料成形是否絕對(duì)安全的方法，本方法在常用的簡(jiǎn)單加載試驗(yàn)獲得的成形極限圖的基礎(chǔ)上，結(jié)合相關(guān)的理論計(jì)算，得出適應(yīng)于不同加載路徑的板料成形絕對(duì)安全區(qū)和絕對(duì)危險(xiǎn)區(qū)，其特征在于：以工程中常用的簡(jiǎn)單加載路徑試驗(yàn)所獲得成形極限圖為基礎(chǔ)，首先對(duì)彈塑性理論中成熟的板料成形破裂預(yù)測(cè)方法進(jìn)行標(biāo)定，然后再分別計(jì)算板料成形中具有代表性的各種不同加載路徑下的成形極限，在此基礎(chǔ)上最終確立適應(yīng)于不同加載路徑的絕對(duì)安全區(qū)和絕對(duì)危險(xiǎn)區(qū)。

一種判斷復(fù)雜加載路徑下板料成形是否絕對(duì)安全的方法，具體包括如下步驟：