金属薄板的各向异性及其对成形过程的影响
制耳现象名词解释
制耳现象，又称凸耳现象或耳状突起，是指在金属薄板进行深冲成形（如冲杯试验）过程中，由于材料各向异性导致的杯口边缘出现参差不齐、波浪形的突出部分。
这种现象通常发生在冷轧金属板，特别是那些具有显著机械性能差异或织构结构的金属材料上。
产生制耳现象的原因主要有：
1. 材料的各向异性：
- 金属材料在冷轧过程中会形成特定的方向性，即织构。
不同方向上的机械性能可能会有所不同，导致在成形时发生变形不均匀。
2. 加工硬化：
- 在成形过程中，金属材料局部区域的塑性降低，增加应力集中，从而加剧了制耳现象。
3. 模具设计和工艺参数：
- 模具形状、模具间隙、成形速度等工艺条件也可能影响制耳现象的严重程度。
制耳现象可以通过调整材料处理方法（例如热处理）、优化模
具设计以及选择合适的成形工艺参数来减轻或避免。
对于某些应用来说，制耳可能是不可接受的质量问题，因为它可能影响产品的外观和功能。
因此，在工业生产中需要通过科学的方法和实验研究来控制和改善这一现象。
利用薄板材料的各向异性合理排样冲裁-弯曲条状零件
使 最 小 相 对 弯 曲半 径 ／ ￡ 值 ≤１ ，工 艺 参 数 合 理 。切 口和 弯 尾 处 的 裂纹 大 为减 少 ，确保 了 零 件 质 量 ，大 大 提 高 了使
用 金 属 薄 板 材 料 的 广 泛性 。
工位２
４利 用 各 向异 性 ，设 计 保 证 最 少 底 边 的排 样
以 手 电筒 导 电 条 为 例 ：是 主 要 弯 曲 成 形 的条 状 零 件 ，
其 中切 口 （ 宽 ３ ｍ ｍ、 高 ４ ． ５ ｍｍ） 和 弯 尾 （ 宽 ４ ｍ ｍ、 高 ５ ｍ ｍ） ， 其 折 弯 处 是 容 易 产 生 裂 纹 的 部 位 。 弯 曲 中 心 角
９ ０ 。 ，装 配 在 手 电 筒 后 弯 曲 中 心 角 １ ８ ０ 。 ，冷 轧 薄 板 材 料 为 ０ ． ３ 厚Ｄ Ｒ１ ０镀 锡 板 。 设 。 ＝ ０ ． ３ ，则 ｒ ． ￣ ／ ｔ － ＝ ０ ． ３ ／ ０ ． ３ ＝ １ ；对 比式 （ ２ ） ， 参数 少 ５ ０ ％。 正 因 为这 个原 因 ，当 镀 锡 板 材 料 的机 械 性 能 ，屈 服 极
钢件热处理变形的原因总结
钢件热处理变形的原因总结一、材料特性：1.材料的塑性变形能力不同：不同类型的钢，具有不同的塑性特性。
一般来说，低碳钢和不锈钢等具有良好的塑性，因此容易出现变形。
而高碳钢、合金钢等则具有较差的塑性，不容易变形。
2.材料的尺寸和形状：钢件的形状和尺寸也会影响热处理的变形程度。
尺寸较大、形状复杂的钢件变形较严重，尤其是在加热和冷却不均匀的情况下。
3.各向异性：钢材具有各向异性，即材料在不同的方向上具有不同的物理性能。
不同方向上的热膨胀系数不同，会导致热处理时钢件的不均匀膨胀和收缩，从而引起变形。
二、加热冷却方式：1.加热方式：钢件的加热方式会影响变形的严重程度。
例如，采用局部加热时，钢件的局部温度差异会导致表面和内部的温度差异，进而引起不均匀的膨胀和收缩。
2.加热速率和温度：加热速率和温度的选择也会对变形产生影响。
加热速率过快会导致钢材的内外温度差异增大，形成应力集中，易引发变形。
加热温度过高或过低也会导致钢件的不均匀热膨胀和变形。
三、操作参数：1.冷却速率：冷却速率的选择会直接影响钢件的变形。
冷却速率过快，会导致表面和内部温度差异增大，进而加剧变形。
冷却速率过慢，会使钢件的内部组织结构不均匀，产生不良的热处理效果。
2.冷却介质：冷却介质的选择也与变形有关。
不同的冷却介质冷却速率不同，从而影响变形的严重程度。
例如，水冷速度较快，容易引发变形；而油冷速度较慢，变形相对较小。
3.外部约束：外部约束也是导致钢件变形的重要因素。
外力的作用会导致钢件产生应力，从而引发变形。
因此，操作过程中要合理设置约束以避免变形的发生。
综上所述，钢件热处理变形是由于材料特性、加热冷却方式和操作参数的影响导致的。
合理选择加热冷却方式和操作参数，并根据钢材的特性进行调整，可以最大限度地减少钢件热处理变形的程度，确保热处理效果的稳定性和一致性。
各向同性与各向异性
各向同性与各向异性各向同性和各向异性是材料科学中常用的两个概念，用来描述材料在不同方向上的性质表现是否一致。
本文将通过对各向同性和各向异性的定义和特点的介绍，帮助读者更好地理解这两个概念及其在材料科学领域的应用。
一、各向同性各向同性是指材料的性质在各个方向上都是相同的。
也就是说，无论从任何一个方向观察材料，其性能都是一致的。
例如，黄铜和铝就是典型的各向同性材料，无论从哪个方向剪切或拉伸，其力学性能都是均匀和一致的。
各向同性材料在很多实际应用中是非常重要的，因为它们具有易加工、易处理的优点。
此外，各向同性材料的设计和分析也相对简单，不需要考虑不同方向上的差异。
二、各向异性各向异性是指材料的性质在不同方向上存在差异。
也就是说，材料在不同方向上的各项性能并不相同。
例如，木材就是典型的各向异性材料，纵向和横向的强度和硬度会存在一定的差异。
各向异性材料常常需要在设计和应用中考虑不同方向上的性能差异，以确保材料能够承受预期的载荷和应力。
在工程领域中，了解和控制各向异性是非常关键的，以避免材料在使用过程中出现失效或损坏。
三、各向同性与各向异性的应用1. 材料设计与选择在材料科学和工程中，了解材料的各向同性和各向异性对于材料的设计和选择至关重要。
根据具体的应用需求，需要选择合适的各向同性材料或各向异性材料。
例如，对于需要均匀力学性能的应用，各向同性材料是首选；而对于需要在不同方向上具备不同性能的应用，各向异性材料更适合。
2. 材料加工与处理各向同性材料由于在不同方向上性能相同，因此在加工和处理过程中具有较好的可塑性和可加工性。
相比之下，各向异性材料需要更加复杂的加工工艺和处理方法，以克服在不同方向上的差异。
例如，在钣金加工过程中，需要根据金属板材的各向同性或各向异性来确定合适的切割方向和工艺参数。
3. 材料性能预测与模拟了解材料的各向同性和各向异性对于材料性能的预测和模拟也非常重要。
通过考虑材料在不同方向上的性能差异，可以更准确地预测和模拟材料的行为。
纯钼薄板各向异性拉压不对称性本构建模研究
精 密 成 形 工 程第14卷 第1期 28 JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING2022年1月收稿日期：2021-11-26基金项目：国家自然科学基金（52075448）作者简介：李明辉（1997—），男，硕士生，主要研究方向为精确塑性成形。
通讯作者：樊晓光（1985—），男，博士，教授，主要研究方向为精确塑性成形。
纯钼薄板各向异性拉压不对称性本构建模研究李明辉1，罗欢1，樊晓光1，梁伟娟1，代鹏2（1. 西北工业大学 材料学院 凝固技术国家重点实验室 陕西省高性能精确成形技术与装备重点实验室，西安 710072；2. 兰州空间技术物理研究所 真空技术与物理重点实验室，兰州 730000） 摘要：目的 对纯钼薄板的各向异性、拉压不对称性以及本构关系进行研究。
方法 对纯钼薄板进行不同方向的单拉实验、中心带孔试样单拉实验，和纯钼薄板V 形弯曲实验，同时结合有限元模拟反推材料力学性能以及对CPB06屈服准则及Swift 强化模型进行参数标定，并进行模型可靠性验证。
结果 纯钼薄板具有一定的面内各向异性、拉压不对称性以及显著的厚向各向异性，通过实验与有限元模拟结合所求得的力学性能参数和本构模型与实验结果吻合较好。
结论 所提出的反求材料力学性能参数的方法是可靠的，所构建的本构模型可用于指导后续的研究。
关键词：纯钼薄板；各向异性；拉压不对称性；本构模型DOI ：10.3969/j.issn.1674-6457.2022.01.004中图分类号：TG146.4+12 文献标识码：A 文章编号：1674-6457(2022)01-0028-06Constitutive Model of Anisotropic Tension-Compression Asymmetry ofThin Pure Molybdenum SheetLI Ming-hui 1, LUO Huan 1, F AN Xiao-guang 1, LIANG Wei-juan 1, DAI Peng 2(1. Shaanxi Key Laboratory of High-Performance Precision Forming Technology and Equipment, State Key Laboratory of Solidification Processing, School of Material Science and Engineering, Northwestern Polytechnical University,Xi ′an 710072, China; 2. Science and Technology on Vacuum Technology and Physics Laboratory,Lanzhou Institute of Physics, Lanzhou 730000, China) ABSTRACT: The work aims to study the anisotropy, tension-compression asymmetry and constitutive relationship of thin pure molybdenum sheet. Uniaxial tensile test of thin pure molybdenum sheet and thin pure molybdenum sheet with center hole and V-bending test of thin pure molybdenum sheet were carried out combined with FEM to deduce the mechanical properties and CPB06 yield criterion of materials, calibrate parameters of Swift reinforcement model, and verify the reliability of the model. Thin pure molybdenum sheet had certain in-plane anisotropy, tension-compression asymmetry, and normal anisotropy. Me-chanical properties and constitutive model obtained through combination of experiment and FEM are in good agreement with the experimental results. It is concluded that the method of determining the mechanical properties of materials proposed in this paper is reliable and the constitutive model established can be used to guide the subsequent research. KEY WORDS: thin pure molybdenum sheet; anisotropy; tension-compression asymmetry; constitutive model. All Rights Reserved.第14卷 第1期 李明辉等：纯钼薄板各向异性拉压不对称性本构建模研究29纯钼作为一种性能优异的难熔金属，在高温下具有卓越的强度和刚度、良好的导热性、低热膨胀率和高耐腐蚀性。
薄板的各向异性对等离子电弧弯曲成形过程的影响
（Ｈ ｒｉ ｓ ｔｔ ｏ ｅｈ ｏｏ ｙ Ｈａｂｎ １０ ０ ， ｈｎ ａｂｎＩ ｔｕｅ ｆ ｃ ｎ ｌｇ ， ｒ ｉ ５ ０ １Ｃ ｉａ） ｎ ｉ Ｔ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｎ ｏ ｄ ｒｔ ｔ ｄ ｈ ｎ ｕ ｎｃ ｆｓ ｅ ｔｍｅ ａ ｎｓ ｔｏ ｙ ｏ ａ ｍａａ ｃｆ ｒ ｎ ｒ ｃ ｓ ， ｓ ｒ ｃ ：Ｉ ｒ ｅ ｏ ｓ ｕ ｙ ｔ ｅｉ ｆ ｅ ｅｏ ｈ ｅ ｔ ｌａ ｉｏ ｒ ｐ ｎ ｐｌｓ ｒ ｏ ｍｉ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓ ｌ
摘要 ： 了研 究各 向异 性 的金 属 薄板 对 等 离子 电弧加 热 弯 曲成 形 的影 响 规律 ， 用等 离子 电 为 采 弧 以直线 分别 沿 １ ｒ８ ９ 薄板轧 制方 向 （ Ｄ） 垂 直 于轧制 的 方 向（ Ｄ） 行 加 热 弯 曲成 形 试 Ｃ １ Ｎｉ ０７ ２０ 年第４ 期
设 计 ・ 究 研
薄板 的各 向异 性对 等 离子 电弧 弯 曲成 形 过 程 的 影 响
王懋露 ， 立 军， 杨 王 扬
（哈尔滨 工业 大学机 械制 造及 自动化 系 ， 龙 江哈尔滨 １０ ０ 黑 ５ ０ １）
中图分类 号 ： ＴＧ１５ ５ １ ． ＋４
Ｉ ｆｕ ｎ ｅ ｏ ｈ ｅ ｅ ａ ｉｏ ｒ ｐ ｎ Ｐｌ ｓ ａ Ａｒ ｒ ｉ ｇ Ｐｒ ｃ ｓ ｎ ｌ ｅ ｃ ｆＳ ｅ ｔＭ ｔ ｌＡｎ ｓ ｔｏ ｙ ｏ ａ ｍ ｃ Ｆｏ ｍ ｎ ｏ ｅ ｓ
材料科学中的各向异性研究
材料科学中的各向异性研究在材料科学中，人们经常遇到各向同性和各向异性的问题。
各向同性是指在各个方向上性质相同，各向异性则指在不同方向上物质性质存在差异。
各向异性多数情况下是由于内部结构因素引起的，如晶体结构、分子排列等。
因此，在材料科学中，研究各向异性对于材料性能的影响和适应各项需要的要求至关重要。
1. 各向异性研究在材料设计中的应用在研发材料时，对于材料的性能要求通常都是各向同性的，但在实际应用中，各向异性却十分常见。
例如，我们对于一种材料的强度、硬度等性能要求高，但若只从晶体结构角度出发，该材料的骨架只在某些方向上具有很强的性能，而在其他方向上则相对较弱。
这样就需要研究材料各向异性对于性能的影响，重新设计其中的晶体结构、分子排列来实现性能的提高，使材料能够满足真实需求。
2. 各向异性对材料力学性能影响的研究材料的力学性能，如弹性模量、泊松比、剪切模量等，均与其各向同性相关。
当材料出现各向异性时，力学性能也就会有变化。
例如，某些材料由于晶体结构的原因，在某个方向上的弹性模量可能远大于在另一个方向上的弹性模量，这就使得材料在受力时呈现出不同的变形模式，从而导致了材料不同的应力响应行为。
这样的影响在材料力学性能研究上显得尤为重要。
3. 各向异性对材料传输性质的影响各向异性对于材料的传输性质也有很大的影响。
例如，金属材料中存在着一些非球形的晶粒，在传热传电时会形成各向异性；木材由于其植物纤维的排列方式也表现出相应地各向异性特征。
而通过对各向异性的研究，我们可以更好地了解材料的传输性质，有助于我们制定更科学的实验方法和方案。
4. 各向异性在材料加工中的应用目前许多新型制备技术在利用各向异性进行材料加工方面有较高的应用价值。
比如在轧制工程中，利用物涌压加工原理使金属材料中的晶粒对处理气流产生阻挡，实现快速松弛并达到相应的分散、精炼目的；而在切削加工中，通过调整加工过程中的加工参数和工具的几何形状，实现材料高效率加工、精细切削和雷竭模拟效果等操作。
塑性各向异性比值r和加工硬化指数n与金属薄板冲压性能的关系
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这 方 法 在缩 颈 状 出现 时 对 试 样 的 一 个 面 沿着标 距 较短 的穷
一
热处理对铸轧_冷轧铝箔各向异性的影响
层表面质量明显改善,裂纹等缺陷呈下降趋势。
当Ni21和Co11粉末以1∶1比例混合或Ni21含量更高时,在两种基材上的激光熔覆均不再出现裂纹。
熔覆层表面平整,无缺陷。
文献[4]认为,Ni 含量提高,会降低FeCrNiBSi 合金熔覆层的开裂敏感性。
我们认为,Ni21合金粉末改善激光熔覆的工艺性,降低熔覆层裂纹率和减少缺陷的原因有三:①提高了熔覆合金对基材的润湿能力;②明显增加熔覆层自身的塑性;③降低了熔覆层的拉应力。
因为Ni 为强扩大奥氏体(γ)相区元素。
韧性相(γ相)的增加会使熔覆层的塑性增加;Ni 含量的增加,降低了熔覆层的热膨胀系数,从而降低了熔覆层的残余拉应力。
同时,Ni21合金粉末中含有的B 元素也提高了熔融合金的润湿能力。
4 结论(1)正交试验表明,合金粉末类型和束斑尺寸(离焦量)是影响激光熔覆层表面质量的主要因素,其次是预涂层厚度和激光功率,而基体材料和移动速度对熔覆层的表面质量影响较小。
(2)Ni21合金粉末可显著改善激光熔覆工艺性能,降低熔覆层的裂纹和气孔等缺陷。
Co11粉末和Ni21粉末以1∶1混合后,可显著降低Co11合金熔覆裂纹敏感性。
(3)两种优化的激光熔覆工艺参数:①45钢基材,预涂敷0.4mm 厚的Ni21∶Co11=1∶1混合粉末,激光熔覆工艺参数为:P =2.2kW ,V =7mm/s ,离焦量H =230mm ;②2Cr13钢基材,预涂敷0.2mm 厚的Ni21∶Co11=1∶1混合粉末,激光熔覆工艺参数为:P =2.2kW ,V =5mm/s ,离焦量H =240mm 。
(4)激光熔覆的多道搭接和重叠多次熔覆均会增大熔覆层的裂纹敏感性。
一般后道熔覆裂纹会迅速地横向传递,向前一道熔覆层中扩展。
激光熔覆前试样进行预热(预热温度150℃～200℃)和单道熔覆后的回火去应力(回火温度180℃～200℃,2h ),可显著降低裂纹敏感性。
参考文献:[1] 张光均.激光热处理的现状及发展[J ].金属热处理,2000,(1):6.[2] 朱晓东,等.激光表面涂覆进展[J ].金属热处理,1994,(6):6.[3] 钟敏霖,等.45kW 高功率CO 2激光熔覆过程中裂纹行为的实验研究[J ].应用激光,1999,(10):193.[4] 谭 文等.激光熔覆Fe 2Cr 2Si 2B 的研究[J ].金属热处理,2000,(1):15.热处理对铸轧2冷轧铝箔各向异性的影响袁鸽成1,张洪云2,龙旭红2,陈 明2(11广东工业大学材料系,广东广州 510090;21中南铝加工有限公司,广东南海 528247)摘要:测定了铸轧冷轧铝箔及其退火后沿箔材不同方向的拉伸力学性能。
金属薄板成形性能试验
金属薄板成形性能试验1. 简介成形性能是指薄板对各种冲压成形的适应能力，即薄板在指定加工过程中产生塑性变形而不失效的能力。
成形性能研究的重点是成形极限的大小，也就是薄板发生破裂前能够获得的最大变形程度。
1.1 模拟成形性能指标选择或评定金属薄板冲压成形品级时，可对模拟成形性能指标提出要求。
设计或分析冲压成形工艺过程，以及设计冲压成形模具时，经常需要参考模拟成形性能指标的数据。
薄板常用模拟成形性能指标有：1、胀形性能指标：杯突值IE；2、拉深性能指标：极限拉深比LDR或载荷极限拉深比LDR（T）；3、扩孔（内孔外翻）性能指标：极限扩孔率（平均极限扩孔率）λ（λ）；4、弯曲性能指标：最小相对弯曲半径R min/t；5、“拉深+胀形”复合成形性能指标：锥杯值CCV；6、面内变形均匀性指标：凸耳率Z e；7、贴模（抗皱）性指标：方板对角拉伸试验皱高；8、定形性指标：张拉弯曲回弹值。
1.2 特定成形性能指标选择或评定金属薄板冲压成形品级、协议金属薄板的订货供货、设计或分析冲压成形工艺过程时，可对金属薄板的材料特性指标或工艺性能指标提出要求，或参考它们的数据，它们统称为特定成形性能指标：1、塑性应变比（r值）或平均塑性应变比（r）；2、应变硬化指数（n值）；3、塑性应变比平面各向异性度（r∆）。
1.3 局部成形极限评定、估测金属薄板的局部成形性能，或分析解决冲压成形破裂问题时，可使用金属薄板的成形极限图或成形极限曲线。
1.4 其他以上所列举的各种成型性能试验方法均为我国冲压生产和冶金制造行业已经使用或比较熟悉的模拟成型性能试验方法，而且也属于国际上的主流成形性能试验范畴。
除这些方法外，国际上还流行其他一些模拟成形性能试验，见图1。
图1 模拟成形性能试验方法注：整体成形极限指金属薄板在冲压过程中发生颈缩、破裂、皱曲等成形缺陷之前，某种特定的整体几何尺寸或某种几何特征的整体尺寸可以达到的极限变形程度。
局部成形极限指金属薄板在冲压过程中发生颈缩、破裂、皱曲等成形缺陷之前，局部点位或局部变形区域可以达到的极限变形程度。
金属薄板包辛格效应的试验研究
金属薄板包辛格效应的试验研究刘迪辉;庄京彪;李光耀【摘要】Experimental measurement of Bauschinger effect of sheet metal is of great difficulty, such a device was manufactured to avoid bending of specimen in the compression progress. With the device tension-compression tests were carried out and the stress - strain relationships in different pretension strains were obtained,and the parameters to describe Bauchinger effect were calculated. The phenomenon of Bauschinger effect,such as the rounding of the reverse flow curve,yielding at low reverse stresses and permanent softening was discussed.%针对薄板包辛格效应力学参数难于测量的问题,在试验中设计并加工了一套夹具来避免材料反向加载时的弯曲变形.通过薄板拉伸压缩循环加载试验,获取了材料在不同预应变下的包辛格效应曲线,计算了包辛格效应的力学参数,分析了试验中出现的反向流变曲线圆化、反向屈服应力减小、永久软化等现象.【期刊名称】《中国机械工程》【年(卷),期】2013(024)004【总页数】6页(P542-546,556)【关键词】车身冲压成形;回弹;包辛格效应;永久软化【作者】刘迪辉;庄京彪;李光耀【作者单位】湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙,410082;湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙,410082;湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙,410082【正文语种】中文【中图分类】TG386.410 引言金属在一个方向发生塑性变形后再反向变形时，其屈服强度下降的现象称为包辛格效应（Bauschinger effect）。
涉及各向异性和厚向应力的板料变形行为研究
涉及各向异性和厚向应力的板料变形行为研究近年来，随着工业制造技术的不断发展，板料加工在许多领域中扮演着重要的角色。
然而，由于板料的各向异性和厚向应力的存在，其变形行为变得十分复杂。
因此，研究涉及各向异性和厚向应力的板料变形行为对于提高加工质量和效率具有重要意义。
首先，各向异性是指材料在不同方向上具有不同的力学性能。
例如，在板料加工过程中，沿纵向和横向的拉伸力可能导致不同的变形效果。
因此，了解各向异性对板料变形行为的影响，有助于优化加工工艺和减少变形缺陷的产生。
其次，厚向应力指的是板料在厚度方向上的应力分布。
在板料加工中，由于材料的厚度变化，厚向应力的存在会导致不同部位的变形行为差异明显。
因此，研究板料的厚向应力对变形行为的影响，有助于优化加工参数，减少变形不均匀性以及提高加工质量。
在研究涉及各向异性和厚向应力的板料变形行为时，可以采用多种方法和技术。
例如，实验方法可以通过拉伸试验、压力试验等来获得变形数据，从而分析板料的力学性能。
数值模拟方法可以利用有限元分析等技术，建立板料变形的数学模型，以预测和分析变形行为。
此外，还可以采用显微镜观察、X射线衍射等方法来研究板料的微观结构和应力分布。
通过对涉及各向异性和厚向应力的板料变形行为的研究，可以得出以下结论。
首先，各向异性和厚向应力对板料的变形行为具有显著的影响。
其次，合理调整加工参数和工艺流程，可以减少变形缺陷的产生，并提高加工质量和效率。
最后，通过结合实验和数值模拟方法，可以更加准确地预测和分析板料的变形行为。
总之，涉及各向异性和厚向应力的板料变形行为研究对于优化加工工艺、提高加工质量和效率具有重要意义。
随着研究方法和技术的不断发展，相信在未来的研究中会取得更多有价值的成果，推动板料加工技术的进一步发展。
材料各向异性对薄壁容器拉深成形的影响
（ ． ｃ ｏ ｌ ｆ ｃ ａ ｏｅｅｒ ｎｅ Ｅ ｇｎ ｅｉｇ ｈ ｎ ｈ ｉ ｉｅ ｓ ｙ ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ０ ２ ｈｎ ；２ Ｔｅ ｈ ｉ ｌ ｅ ｔｒ ａ ｓ ａ ｔ ｅ Ｃ ． １ Ｓ ｈ ｏ ｏ Ｍｅ ｈ ｎ －ｌｔ ｉ ｎ ｉｅ ｒ ，Ｓ ａ ｇ ａ Ｕｎｖ ｒ ｉ ，Ｓ ａ ｇ ａ ０ ７ ，Ｃ ａ ． ｃ ｎｃ ｎ ｅ ，Ｂ ｏ ｈ ｎ Ｓ ｅ ｌ ｏ 。 ｏ ｎ ｔ ２ ｉ ａＣ Ｌ ｄ ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ９ ０ ｈｎ ） ｔ ，Ｓ ａ ｇ ａ １ ０ ，Ｃ ｉａ ２
用不 同的各 向异性材料 ， 利用 ＡＮＳ ／ Ｓ Ｄ ＮＡ模 拟冲杯及复冲过程 ， ＹＳ Ｌ － Ｙ 得到具 有不 同材料 属性 的变 形结果 ， 将对 ＤＩ（ ｒｗ ｎ ｏ ｅ） 的开 发提 供方 向性的指导。 Ｄ ａ ｎａ ｄＩ ｎ ｄ材 ｒ 关键词 ： 向异 性 ； 各 易拉罐 ；冲杯 ；复冲 ； ＡＮＳ ＹＳ
中图分类号 ： ３ ２ ＴＧ ０ 文 献标 识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ３５ ６ ｛０ ７ １ —４ ８０ １０ —０ ０ ２ ０ ） １１ ９ —４
Ｅｆ ｅ ｔ ｆｍ ａ ｅ ｉ ｌａ ｓ ｔ ｏ ｙ ｏ ａ ｎ ｆ ｔ ｎ ｗａ ｌｃ ｎｔ ｉ ｅ ｓ ｆ ｃ ｓ ｏ ｔ ｒ ａ ｎｉｏ ｒ ｐ ｎ ｄｒ ｗｉ ｇ ｏ ｈｉ ｌ ｏ ａ ｎ ｒ
材 料各 向异 性 对 薄 壁 容 器 拉 深 成 形 的影 响
王 秀梅 杜传 军 吴益敏 ， ，
（ 上海大学 机 电学院 ， １ 上海 ２０７ ； ． ０ ０ ２ ２上海宝 山钢铁公 司 技术 中心 ， 上海 ２ １０ ） ０ ９０
不同表面层特性对纯铝微成形性能影响的研究
不同表面层特性对纯铝微成形性能影响的研究金属薄板的微成形工艺是金属微加工和微制造中非常重要的一部分。
在微成形中,材料的宏观尺寸减小,特征尺寸达到微米级,而材料内部微观结构的尺寸仍然保持不变,因此材料表现出与传统塑性成形不同的力学行为。
例如,金属薄板在单向拉伸实验中的流动应力会随着厚度或晶粒尺寸的变化而改变,这种由于尺寸变化引起的材料力学性能改变的现象就是所谓的尺寸效应。
尺寸效应使得经典的力学公式和传统加工中的经验公式不能直接用来描述材料在微成形中的力学行为,因此,有必要弄清微成形的特点,对尺寸效应进行预测和控制,从而达到控制微成形效果的目的。
本文以具有不同表面层的纯铝薄板为对象,研究了不同表面层特性对微成形力学性能的影响。
主要开展了以下工作:采用纯铝薄板进行了材料力学性能试验。
将切割好的试样分别在空气和氮气的保护中进行热处理,得到带氧化层试样和无氧化层试样。
检测了两组试样的微观结构和晶粒取向分布。
为了研究两种表面层特性对材料流动应力及其尺寸效应的影响,分别选取具有不同厚度和不同晶粒尺寸的试样进行了单向拉伸试验。
研究发现不同的表面层对厚度、晶粒尺寸和厚向晶粒个数引起的尺寸效应有很大的影响。
总体来说,无氧化层试样表现出“越小越弱”的尺寸效应,而带氧化层试样表现出“越小越强”的尺寸效应。
其中,无氧化层试样的流动应力在随着厚向晶粒数目的减小而降低的过程中还出现了两个明显的转折点,并且这两个转折点的值是确定的。
基于不同表面层特性对试样流动应力的影响规律,提出了适用于描述带氧化层试样和无氧化层试样的流动应力的解析模型。
解析模型主要由两部分组成:参考流动应力-应变曲线和尺寸相关项。
虽然两组试样的流动应力-应变曲线虽然在宏观尺度下非常接近,但随着厚度的减小又表现出截然相反的尺寸效应。
因此,在解析模型中采用宏观尺度试样的流动应力-应变曲线作为解析模型中的参考流动应力-应变曲线。
对于尺寸相关项,采用反正切函数来描述无氧化层试样的流动应力-应变曲线相对于参考流动应力-应变曲线的“越小越弱”的尺寸效应,采用指数函数和幂函数来描述带氧化层试样的流动应力-应变曲线相对于参考流动应力-应变曲线的“越小越强”的尺寸效应。
2524铝合金薄板平面各向异性研究
4
航 空 材 料 学 报
第 29卷
图 5 两种不同状态 2524合金板材的透射电子显微组织 Fig.5 TEM microstructureofthe2524 alloysheetoftwodifferentcondition
{HKL}的轴密度参量 PHKL, 之后确定 {HKL}极点在
极射赤面投影三角形中的直角坐标 XHKL, YHKL值 , 用
等高线绘图软件 Surfer8.0绘出反极图 。
∑ ∑
PHKL
= IHKL I标 HKL
n 1
(NHKL I标IHHKKLL)
n
NHKL
1
1.5 合金的显微组织观察
(2)
0°(轧向 )、30°, 45°, 60°, 90°(横向 )共 5个方向上切 取拉伸试样 , 如图 1所示 。试样按照 GB6397— 1986 《金属拉伸试验试样 》的规定进行加工 , 之后在 CSS44100材料试验机上进行实验 。 1.3 平面各向异性指数 IPA计算 按 文献 [ 7, 8] 提 供 的 下式 方 法 进行 计 算 , 其 中 Xmax, XSmin分别表示 5个取样方向上 σb, σ0.2 , δ的最 大值和最小值 , Xmid1 , Xmid2 , Xmid3分别对应 3个中间
2.3 两种不同状态 2524铝合金板材的显微组织结构 对冷轧态和 T3态 2524铝合金薄板的金相组织 和透射电子显微组织进行了观察和分析 , 典型例子 见图 4和图 5 所示 。图 4金相组织观察表明 , 冷轧 态板材为煎饼状非再结晶组织 , 第二相和未溶相较
多且比较粗大 ;T3态板材为不完全的再结晶组织 , 晶粒比较细小 , 第二相和未溶相较少 , 还可看到少量 的纤维状晶粒结构 。图 5透射电子显微组织观察表 明 , 冷轧态板材具有明显的位错亚结构 , 固溶体内第 二相粗大 , 白色部分是由于粗大的粒子在双喷时脱
TA2钛板各向异性及成形性能研究
TA2钛板各向异性及成形性能研究TA2钛板是一种常用的钛合金材料，具有广泛的应用前景。
研究TA2钛板的各向异性及成形性能对于进一步提高其加工质量和工艺效率具有重要意义。
首先，TA2钛板的各向异性是指其在不同方向上的物理性能存在差异。
TA2钛板晶体结构的各向异性导致了其力学性能的非均匀分布。
通过实验测定，可以得知TA2钛板在不同方向上的抗拉强度、屈服强度以及延伸率等力学性能的差异。
这些差异对于材料的加工工艺和使用环境的选择有着重要的影响。
其次，TA2钛板的成形性能是指在加工过程中，材料能够承受的变形程度和变形方式。
TA2钛板的成形性能主要取决于其晶体结构、晶粒尺寸以及冶金组织等因素。
通过对TA2钛板进行不同加工工艺的试验，可以评估其成形性能，并确定最佳的加工参数和方法。
在此基础上，可以进一步优化加工工艺，提高材料的成形质量和工艺效率。
针对以上问题，本研究采用了一系列实验方法来研究TA2钛板的各向异性和成形性能。
首先，通过X射线衍射仪对TA2钛板进行晶体结构分析，得到了晶体结构的有关参数。
然后，采用拉伸试验和压缩试验来分析TA2钛板的力学性能，并得到材料在不同方向上的各向异性。
接下来，使用不同的成形工艺对TA2钛板进行冷加工和热加工试验，评估其成形性能，并对加工参数进行优化。
实验结果表明，TA2钛板在不同方向上具有明显的各向异性。
其抗拉强度和屈服强度在不同方向上存在差异，同时延伸率也受到晶体结构的影响。
在成形性能方面，TA2钛板在冷加工过程中表现出较好的可塑性，能够较好地适应各种成形工艺。
而在高温下进行的热加工试验中，TA2钛板的成形性能也得到了较好的保持。
综上所述，TA2钛板的各向异性及成形性能研究对于提高其加工质量和工艺效率具有重要意义。
通过对材料的各向异性进行分析，可以选择合适的成形方向和加工工艺。
同时，优化成形工艺参数，可以提高TA2钛板的成形质量，并实现更高效的加工过程。
这些研究结果对于TA2钛板的应用推广和工程实践具有重要的指导意义。
轧制方式对6016铝合金薄板组织和塑性各向异性的影响
第４８卷２０２０年８月第８期第１３４－１４１页材 料 工 程ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｏｌ．４８Ａｕｇ．２０２０Ｎｏ．８ｐｐ．１３４－１４１轧制方式对６０１６铝合金薄板组织和塑性各向异性的影响Ｅｆｆｅｃｔｏｆｒｏｌｌｉｎｇｍｏｄｅｏｎｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｌａｓｔｉｃａｎｉｓｏｔｒｏｐｙｏｆ６０１６ａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙｓｈｅｅｔ段晓鸽，江海涛，米振莉，王丽丽，李 萧（北京科技大学工程技术研究院，北京１０００８３）ＤＵＡＮＸｉａｏ ｇｅ，ＪＩＡＮＧＨａｉ ｔａｏ，ＭＩＺｈｅｎ ｌｉ，ＷＡＮＧＬｉ ｌｉ，ＬＩＸｉａｏ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ）摘要：利用凸耳实验、Ｘ射线衍射仪、ＥＢＳＤ等手段研究了热轧退火后常规轧制（ＮＲ）、横向轧制（ＴＲ）、交叉轧制（ＡＲ）等轧制方式对６０１６铝合金组织和平面各向异性的影响。
结果表明：热轧退火后６０１６铝合金形成了强烈的立方织构｛１００｝〈００１〉。
ＮＲ，ＴＲ冷轧板具有３８％～４４％的β取向线织构（主要包括铜，Ｓ，黄铜织构组分），但是ＡＲ冷轧后保留了１２．２％的立方织构组分，变形织构组分很弱，因此ＡＲ冷轧板材制耳率最差，为７．１％。
６０１６铝合金经过固溶处理后，ＮＲ，ＴＲ板形成９．１２％强烈的立方织构，ＡＲ板的织构明显弱化且随机分布，因而ＡＲ再结晶退火板制耳率较ＮＲ，ＴＲ板的６％～８．１６％明显降低，为２．７６％。
固溶处理后６０１６铝合金板的平均晶粒尺寸分别为２３，２５，２２μｍ，ＡＲ轧制后合金的晶粒最小且分布最均匀。
因此交叉轧制能有效改善６０１６铝合金板再结晶退火后的组织均匀性和塑性各向异性。
关键词：６０１６铝合金；轧制方式；织构；制耳率；各向异性犱狅犻：１０．１１８６８／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ ４３８１．２０１９．０００７６６中图分类号：ＴＧ１５６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１ ４３８１（２０２０）０８ ０１３４ ０８犃犫狊狋狉犪犮狋：ＴｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｒｏｌｌｉｎｇｍｏｄｅｏｎｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｌａｓｔｉｃａｎｉｓｏｔｒｏｐｙｏｆｔｈｅＡｌ Ｍｇ Ｓｉａｌｌｏｙｓｈｅｅｔｓｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙｍｅａｎｓｏｆｅａｒｉｎｇｔｅｓｔ，Ｘ ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ（ＸＲＤ）ａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｎｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｅｄｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ（ＥＢＳＤ）ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ．Ｔｈｅｓａｍｐｌｅｓｗｅｒｅｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏｔｈｒｅｅｃｏｌｄｒｏｌｌｉｎｇｍｏｄｅｓ：ｎｏｒｍａｌｒｏｌｌｉｎｇ（ＮＲ），ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｒｏｌｌｉｎｇ（ＴＲ）ａｎｄａｌｔｅｒｎａｔｅｒｏｌｌｉｎｇ（ＡＲ）ａｆｔｅｒｈｏｔｒｏｌｌｉｎｇａｎｄａｎｎｅａｌｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔａｓｔｒｏｎｇｃｕｂｅ｛１００｝〈００１〉ｔｅｘｔｕｒｅｉｓｆｏｒｍｅｄａｆｔｅｒｈｏｔｒｏｌｌｉｎｇａｎｄａｎｎｅａｌｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｔｈｅ６０１６ａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙ．Ｗｈｉｌｅｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｅｘｔｕｒｅｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｖａｒｙｗｉｔｈｔｈｅｃｏｌｄｒｏｌｌｉｎｇｍｏｄｅｓ．Ａｓｔｒｏｎｇβ ｆｉｂｅｒｔｅｘｔｕｒｅｓ（ｃｏｐｐｅｒ，Ｓａｎｄｂｒａｓｓｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ）ｉｓｄｏｍｉｎａｎｔｉｎＮＲａｎｄＴＲｒｏｌｌｅｄｓｈｅｅｔｓ，ｔｈｅｖｏｌｕｍｅｆｒａｃｔｉｏｎｏｆｗｈｉｃｈｉｓ３８％ ４４％．Ｉｎｃｏｎｔｒａｓｔ，ａｃｕｂｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｗｉｔｈａｖｏｌｕｍｅｆｒａｃｔｉｏｎｏｆ１２．２％ｉｓｒｅｔａｉｎｅｄｉｎｔｈｅＡＲｓａｍｐｌｅｓ，ａｎｄｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｅｘｔｕｒｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｉｓｖｅｒｙｗｅａｋ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅＡＲｒｏｌｌｅｄｓｈｅｅｔｈａｓｔｈｅｗｏｒｓｔｅａｒｉｎｇｒａｔｉｏｏｆ７．１％．Ａｆｔｅｒｔｈｅｓｏｌｕｔｉｏｎｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｔｈｅｅａｒｉｎｇｒａｔｉｏｏｆＡＲｓｈｅｅｔｓｉｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｒｅｄｕｃｅｄｔｏ２．７６％ｄｕｅｔｏｔｈｅｗｅａｋａｎｄｒａｎｄｏｍｔｅｘｔｕｒｅ．ＷｈｉｌｅｔｈｅｅａｒｉｎｇｒａｔｉｏｏｆＮＲａｎｄＴＲｓｈｅｅｔｓｉｓ６％ａｎｄ８．１６％，ｄｕｅｔｏｔｈｅｓａｍｅｖｏｌｕｍｅｆｒａｃｔｉｏｎｏｆ９．１２％ｓｔｒｏｎｇｃｕｂｅｔｅｘｔｕｒｅｓ．ＴｈｅｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｅｄｇｒａｉｎｓｉｚｅｓｏｆｔｈｅＮＲ，ＴＲａｎｄＡＲｒｏｌｌｅｄｓｈｅｅｔｓａｒｅ２３，２５μｍａｎｄ２２μｍ，ａｎｄｔｈｅｇｒａｉｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅＡＲａｌｌｏｙｉｓｔｈｅｍｏｓｔｕｎｉｆｏｒｍ．Ｉｔｉｓｓｈｏｗｎｔｈａｔａｌｔｅｒｎａｔｅｒｏｌｌｉｎｇｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙａｎｄｐｌａｓｔｉｃａｎｉｓｏｔｒｏｐｙｏｆ６０１６ａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｓｈｅｅｔ．犓犲狔狑狅狉犱狊：６０１６ａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙ；ｒｏｌｌｉｎｇｍｏｄｅ；ｔｅｘｔｕｒｅ；ｅａｒｉｎｇｒａｔｉｏ；ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ 随着汽车工业的发展，能源、环保和安全三大问题越来越受到人们的关注，汽车轻量化成为解决当前问题的重要手段。
各向异性指数和厚向异性指数对金属板料拉延成形的影响
2000年12月 第17卷 第4期绵阳经济技术高等专科学校学报Journal of Mianyang College of Economy &Technology Dec.2000Vol.17No.4 2000—06—05收稿 各向异性指数和厚向异性指数对金属板料拉延成形的影响李玉萍(绵阳经济技术高等专科学校 绵阳 621000)【摘要】通过金属板料的拉伸试验,分析了厚向异性指数和各向异性指数对金属板料拉延变形的影响。
关键词 拉延成形 各向异性指数 厚向异性指数 金属板料中图分类号:TB3 文献标示码:B 文章编号:1007-7286(2000)04-0028-02Affection of Aeolotropism Index and the Strain R atio of Width and Thickness upon the Forming metal board by Dra wing/Li Yuping (Miangyang College of Economy and Technology ,Mianyang ,621000)Abstract :The expriment on drawing metal board was conducted ,and affection of the strain ratio of width and thickness and aeolotropism index upon the forming by drawing was analyzed.K ey w ords :forming by drawing ;acolotropism index ;the strain ratio of width and thickness ;metal board. 在以压缩为主的变形方式中,拉延变形占大量比例,而变形过程中最易出现起皱、拉裂现象。
钢板各向异性对发动机罩外板成形的影响
钢板各向异性对发动机罩外板成形的影响
苏海波;陈新平;蒋浩民;林敬
【期刊名称】《锻压技术》
【年(卷),期】2007(32)6
【摘要】采用有限元软件Autoform对轿车发动机罩外板的冲压成形过程进行数值模拟,分析了钢板长宽对调后各向异性对零件成形的影响;指出了在成形过程中的高应变区域。
结果表明:长宽对调前后高应变区域的应变变化很大,长宽对调前没有发生开裂,而对调后产生开裂。
结合FLD,分析得出高应变区域内的应变状态为平面应变状态。
【总页数】3页(P73-75)
【关键词】各向异性;板料成形;有限元分析
【作者】苏海波;陈新平;蒋浩民;林敬
【作者单位】上海宝钢集团公司技术中心用户中心;东南汽车工业有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG386
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冰
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塑性力学的发展是从屈服准则的提出玎始的。屈服准则是有关金属弹 性极限状态的一种假说。提出合理的屈服准则，是建立相应的塑性本构关 系，以及进行结构塑性分析得的首要条件，一旦确定了屈服准则，结合材 料的后继硬化条件，就可以据Ｄ．Ｄｒｕｃｋｅｒ一般性流动规律或Ｊ．ｚ流动理论， 得出塑性交形在不同阶段的流动方程。早在１８６４年，Ｈ．Ｔｒｅｓｃａ在金属挤压 试验中，观察到金属塑性流动的痕迹与最大剪应力的方向一致，提出了最 大剪应力理论，成为金属塑性成形理论的起源，但Ｔｒｅｓｃａ未能将他的理论 用精确的数学语言来描述，直到１８７０年，Ｂ．Ｓａｉｎｔ Ｖｅｎａｎｔ提出该理论的数 学表达式，从而建立了著名的１ｈｓｃａ屈服准则。１９１３年Ｒ．Ｖｏｎ．Ｍｉｓｅｓ对 Ｔｒｅｓｃａ屈服准则进行了修改，建立了以材料的畸变能为屈服条件的Ｍｉｓｅｓ 屈服准则。１９２６年ｗ Ｌｏｄｅ和１９３１年Ｇ Ｉ．Ｔａｙｏｒ，Ｈ．Ｑｕｉｒｍｅｙ对这两个屈服 准则进行了严格的试验验证，他们分别通过薄壁圆筒拉伸加管内充压和拉 伸加扭转试验，证实了两个准则的可靠性，其中Ｍｉｓｅｓ准则考虑了中间主 应力对屈服的影响，更接近于试验结栗。
Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ｓｅｖｅｒａｌ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｙｉｅｌｄ ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ
ａｎｄ ｐｌａｃｅｓ ｅｍｐｈａｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ Ｈｉｌｌ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｐｌａｎｅ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｉｎ ｓｈｅｅｔ ｍｅｔａｌ ｆｏｒｍｉｎｇ ａｎｄ ｓｏｍｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｐｌａｎｅ ｓｔｒｅｓｓ ｓｔａｔｅ ｗｉｔｈ
ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ．Ｔｈｅ ｔｅｓｔｓ ａｄｏｐｔ ＬａｂＶＩＥＷ，６０６２Ｅ ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ ｃａｒｄ ａｎｄ ｉｔｓ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｍｏｄｕｌｅ ｆｏｒ ｄａｔａ ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ ｗｈｏｓｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒ ｉｓ ＮＩ Ｃｏｍｐａｎｙ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｓｈｅｅｔ ｍｅｔａｌ ｆｏｒｍｉｎｇ；ｃｙｌｉｎｄｅｒ；ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｄｅｅｐ ｄｒａｗｉｎｇ；ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ； ｅａｒ；ＦＥＭ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；Ｄａｔａ ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ
ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｎｄ ａｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ． Ａ ｔｅｎｓｉｌｅ ｔｅｓｔ ｉｓ ｄｏｎｅ ＳＯ ａｓ ｔｏ ｇｅｔ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｒｅｑｕｉｒｅｄ ｂｙ
ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｄｅｅｐ ｄｒａｗｉｎｇ ｔｅｓｔ、Ⅳｉｍ ｔｈｒｅｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｉｓ
由金属板材的拉（压）应力．应变曲线可以看出，金属板材变形过程中一 般要经历弹性变形、均匀塑性变形、非均匀塑性变形、塑性失稳直至断裂 等阶段，金属板材成形过程必须依靠材料的塑性变形而实现，因此，要精 确的描述金属板材的变形行为，就必须真实、准确地确定板材的屈服准则、 弹塑性本构关系、失稳条件等，这些研究内容一直是固体力学、材料科学 等领域等致力研究而尚未解决的重要课题ｌｌ】。
对几种不同的金属材料进行了单向拉伸试验，获得了模拟所需的材料 性能。而且还对三种材料进行了圆筒拉深实验。文中介绍了智能化拉深控 制系统，本文所有实验均采用美国ＮＩ公司的虚拟仪器控制软件ＬａｂＶＩＥＷ、 ６０６２Ｅ数据采集卡及相关模块，建立了便携式数据采集系统。在该系统上开 发了信号采集和传感器标定等程序，获得了令人满意的结果。
关键词冲压成形：筒形件；智能拉深：各向异性；凸耳；有限元模拟 数据采集系统
燕山人学工学硕士学位论文
Ａｂｓｔｒａｅｔ
Ｉｎ ｔｈｉｓ ｔｈｅｓｉｓ，ａ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆｔｈｅ ｅｌａｓｔｉｃ－ｐｌａｓｔｉｃ ｅａｒ ｏｆｏｒｔｈｏｔｒｏｐｉｃ
ｓｈｅｅｔ ｍｅｔａｌ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｆｏｒｍｉｎｇ ｉｓ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．
Ｔｒｅｓｃａ屈服准则和Ｍｉｓｅｓ屈服准则己成为各向同性金属材料塑性变形 的经典方程，但它们均不能反映出材料的“运动硬化”和“等向硬化”，也就是 说Ｔｒｅｓｃａ屈服准则和Ｍｉｓｅｓ屈服准则的屈服面在应力空间中是固定不变的， 既不移动，也不改变形状，常用于讨论材料的初始屈服。
各向异性塑性理论的主要任务，就是要在各向同性塑性理论的基础上， 建立能够适合于各向异性材料的屈服准则和应力应变关系，以及由此而引 发的一些特殊问题。Ｒ．ＨＩＬＬ于１９５１年在《塑性数学理论》（Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ ｔｈｅｏｒｙｏｆＰｌａｓｔｉｃｉｔｙ）－－书中所给出的各向异性塑性理论，就是以Ｍｉｓｅｓ各向同 性屈服准则为基础建立起来的…。
Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ百ｙｅｎ ｈｅｒｅｉｎ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅ ｔｏ ｔｈｅ ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ ａｎｄ
ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ ｔｈｅｏｒｙ，ｂｕｔ ａｌｓｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ
ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃｅｓ．
第１章绪论
第１章绪论
１．１ 引言
近年来，广泛进行的计算机模拟仿真、ＣＡＤ／ＣＡＭ、优化分析、智能化 控制能方面的研究，已成为金属板材塑性成形领域研究的热点和前沿：而 准确地描述金属板材在塑性变形过程中的力学行为是实现上述目标的前 提；同时，随着新型结构、新型材料的不断出现，产生了许多新的现象和 规律有待探索，以便为改进成形质量和结构性能提供可靠的理论依据。因 此，确定金属板材的成形性能，建立精确的金属板材成形过程的解析模型 是非常重要的。
ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｌｙ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ａｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｔｈｒｅｅ ｃｏｍｍｏｎ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｍｅｔａｌｓ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｉｎ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｙｉｅｌｄ
１９４８年，Ｒ．Ｈｉｌｌ［２】仿照Ｍｉｓｅｓ屈服准则，选取坐标轴为诈交各向异性主 轴，假设迭加静水压力不影响材料的屈服，且不计Ｂａｕｓｃｈｉｎｇｅｒ效应。首次 提出了『Ｆ交各向异性材料的二次函数式屈服准则，即著名的Ｈｉｌｌ’ｓ１９４８屈服
，
第１章绪论 准则。Ｈｉｌｌ还建立了合理描述正交各向异性塑性流动的数学模型，为金属板 材塑性变形理论的建立奠定了基础。Ｈｉｌｌ’ｓ１９４８提出的二次屈服准则被广泛 用于描述板料平面各向异性，因该屈服准则具有良好的理论基础且计算简 单，从而被大量用于板料成形的有限元（ＦＥＭ）模拟，特别适用于钢板的成形。 由于塑性变形问题的多重非线性，即使是各向同性材料，联立现在所能给 出的方程求解也只是为数极少的一些平面问题（平面变形或平面应力】和轴 对称问题，更何况各向异性塑性理论又引入了六个各向异性参数，进一步 增加了求解难度。事实上，Ｒ．Ｈｉｌｌ各向异性塑性理论的前提是要求正交参 考坐标的轴必须与各向异性主轴重合。这就意味着，即使几何形状是轴对 称的，外载荷也是轴对称的，但若各向异性不是轴对称的，则仍不属轴对 称问题。在主轴坐标下，＆Ｈｉｌｌ各向异性塑性理论的前提则是要求应力主 轴必须与各向异性主轴重合，这在实际问题中更是绝无仅有的。所以，自 从Ｒ．Ｈｉｌｌ建立各向异性塑性理论以来，真正求解各向异性塑性成形问题的 解析实例极为罕见。长期以来，Ｈｉｌｌ理论得到广泛应用的是面内同性厚向异 性板材成形的平面应力问题。在这种条件下，不仅正交参考坐标的轴能够 与各向异性主轴重合，而且应力主轴也总是与各向异性主轴重合的，致使 问题的求解得到了极大的简化。但是，也正因为如此，人们似乎已不甚关 注经典的Ｒ．Ｈｉｌｌ各向异性塑性理论了【２５】。随后大批的学者广泛开展了金属 板材各向异性塑性理论的研究，提出了各种不同的各向异性屈服函数。
分别选用有限元模拟软件ＡＮＳＹＳ和ＤＹＮＡＦＯＲＭ对圆筒的拉深进行 了有限元模拟，其中ＡＮＳＹＳ采用静力隐式算法，依据Ｒ．Ｈｉｌｌ各向异性屈服 准则。而ＤＹＮＡＦＯＲＭ是动力显示算法，采用Ｂａｒｌａｔ－Ｌｉａｎ三参数屈服准则。 最后结合实验结果对两种模拟结果进行了比较分析，同时也对Ｈｉｌｌ关于盯和 ｒ的大小、分布对凸耳产生方向的理论预测进行了验证。
燕山大学 硕士学位论文 金属薄板的各向异性及其对成形过 姓名：刘彦娟 申请学位级别：硕士 专业：材料加工工程 指导教师：赵军;马丽霞
20050301
摘要
摘要
本文以金属板材冲压成形为工程背景，对正交各向异性金属板材在冲 压成形过程中的凸耳现象进行了系统的理论分析。有关结论既是对塑性力 学的丰富和发展，也可为工程实际提供必要的理论依据。
ｔｈｅ ｅａｒ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ．Ｉｎ
ｄｅｔａｉｌ，ａ ｓｔａｔｉｃ ｉｍｐｌｉｃｉｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｗｉｔｈ Ｒ．Ｈｉｌｌ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｙｉｅｌｄ ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ ｉｓ ｄｏｎｅ ｂｙ
ｕｓｉｎｇ ＡＮＳＹＳ．ｗｈｉｌｅ ａ ｅｘｐｌｉｃｉｔ ｄｙｎａｍｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ埘ｔｈ Ｂａｒｌａｔ－Ｌｉａｎ ３－ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｙｉｅｌｄ ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ ｉｓ ｄｏｎｅ ｂｙ ＤＹＮＡＦＯＲＭ．Ｔｈｅｎ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｔｗｏ
关于材料各向异性，主要是面内异性的研究，近年来一直受到金属材 料加工工作者和金属成形工作者的广泛关注。材料的各向异性对金属的成 形过程会造成多方面的影响，而目前很多的板材的成形的研究为了简化模 型大都忽略了金属薄板面内异性，因此，研究金属的各向异性对薄板成形
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燕山大学ｊＩ：学硕士学位论文 的影响是具有重要的现实意义和理论意义的【１１。
各向同性金属材料的弹塑性边值问题已有一些较为成熟的理论，但经 过各种辊轧和热处理的金属板材，会出现纤维性组织和结晶择优从而形成 明显的各向异性：另外，金属板材在冷塑性变形过程中还具有显著的加工 硬化现象。它们对金属板材的塑性成形行为有着很大的影响。因此，建立 能反映金属板材各向异性、加工硬化影响的塑性屈服准则以及建立合理的 相关流动法则，准确描述金属板材的成形过程，对丰富和发展塑性力学并 指导实际生产都具有重要的意义Ｉ“。