[發(fā)明專利]一種軋制變厚度板材成形極限場的建立方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011418304.1
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN112364549B
• 公開（公告）日: 2023-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張華偉;靳晨昱;吳佳璐
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東石油化工學(xué)院
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06T17/20;G16C60/00;G06F111/10
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11732
• 代理人: 周新楣

本發(fā)明公開了一種軋制變厚度板材成形極限場的建立方法，應(yīng)用于成形加工技術(shù)領(lǐng)域，具體步驟如下：采用分區(qū)離散的方法，將差厚板進(jìn)行劃分，利用最小二乘法將每一厚度下的成形極限點的主次應(yīng)變值擬合得出該厚度下的成形極限曲線；得到所有厚度下的成形極限曲線后，利用每一厚度下的次應(yīng)變值，求出其對應(yīng)的主應(yīng)變值，以次應(yīng)變值為x，厚度為y，主應(yīng)變值為z，以厚度為插值變量獲得成形極限場的公式。本發(fā)明實現(xiàn)了差厚板成形極限的預(yù)測和評定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及成形加工技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說是涉及一種軋制變厚度板材成形極限場的建立方法。

背景技術(shù)

由于軋制過程中軋制壓下量在差厚板不同區(qū)域的差異性，導(dǎo)致差厚板各部分的材料性能存在差異，其厚度也不均一，目前已有研究成果無法解決差厚板在室溫下成形時的成形極限預(yù)測和判定問題，這也成為差厚板實際應(yīng)用過程中的一大瓶頸。

通常，建立成形極限的方法主要分為三大類：試驗確定法、理論計算法以及數(shù)值模擬法。在通過試驗方法確定均勻等厚度板材成形極限曲線時，液壓脹形試驗、剛性沖頭脹形試驗和雙軸拉伸試驗等得到了廣泛得應(yīng)用，并取得了一系列準(zhǔn)確的結(jié)果。然而，由于極限應(yīng)變試驗測量過程較為繁瑣，而且受試驗條件和人為因素的影響較大，以往學(xué)者們提出了大量的成形極限理論計算模型和半經(jīng)驗公式并進(jìn)行了試驗驗證，如假設(shè)板材均勻的頸縮理論、考慮板材非均勻性的M-K理論和Keeler-Brazier經(jīng)驗公式等。一般只需要通過簡單的測試手段獲取板材基本的性能參數(shù)，就可以利用理論公式計算得到精度較高的成形極限曲線。然而，理論計算法最大的問題在于在獲取最終的理論公式之前做了一些假設(shè)和簡化，導(dǎo)致與實際工況存在一定的差異，因而理論公式一般只能對問題進(jìn)行定性分析，而采用數(shù)值模擬則可以盡可能多的考慮各種因素和條件，更加接近實際的生產(chǎn)過程，因此能夠?qū)Τ尚螛O限問題進(jìn)行更為精確的定量分析。上述分析主要針對普通等厚度板材，而對于軋制差厚板的成形曲線建立及使用方法還未有報道。

因此，如何提供一種用于差厚板成形極限的預(yù)測和評定的三維成形極限場建立方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種軋制變厚度板材成形極限場的建立方法，本發(fā)明采用半球凸模脹形數(shù)值模擬方法，通過改變試件的長寬比，模擬不同的加載路徑，得到板料在不同應(yīng)變狀態(tài)下的成形極限。把得到的極限點繪制在以主、次應(yīng)變?yōu)榭v、橫坐標(biāo)的直角坐標(biāo)系上，便得到一條完整的成形極限曲線，通過與理論公式所獲得的曲線進(jìn)行對比驗證其正確性。再將差厚板離散為若干個等厚板的組合體，求解每個離散板厚的成形極限曲線。隨后將多條離散的成形極限曲線對板料厚度進(jìn)行插值，構(gòu)建了差厚板三維成形極限曲面。最后通過成形極限場對差厚板筒形件的成形極限進(jìn)行預(yù)測，驗證了本發(fā)明構(gòu)造的成形極限場的正確性與實用性。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種軋制變厚度板材成形極限場的建立方法，具體步驟如下：

采用分區(qū)離散的方法，將差厚板進(jìn)行劃分，利用最小二乘法將每一厚度下的成形極限點的主次應(yīng)變值擬合得出該厚度下的成形極限曲線；

得到所有厚度下的成形極限曲線后，利用每一厚度下的次應(yīng)變值，求出其對應(yīng)的主應(yīng)變值，以次應(yīng)變值為x，厚度為y，主應(yīng)變值為z，以厚度為插值變量獲得成形極限場的公式。

優(yōu)選的，在上述的一種軋制變厚度板材成形極限場的建立方法中，利用最小二乘法擬合得到等厚度板的成形極限曲線。

優(yōu)選的，在上述的一種軋制變厚度板材成形極限場的建立方法中，將每一厚度下的次應(yīng)變值從-0.2到0.2以0.01為間隔等分為40份，求出其對應(yīng)的主應(yīng)變值；以次應(yīng)變值為x，厚度為y，主應(yīng)變值為z，以厚度為插值變量，獲得成形極限場的表達(dá)式。

優(yōu)選的，在上述的一種軋制變厚度板材成形極限場的建立方法中，所述成形極限場的表達(dá)式：