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在汽车轻量化的背景下,高强钢板材在汽车中的应用越来越广泛。破裂是高强钢板材成形过程中的三大缺陷之一,随着韧性断裂准则理论和计算机技术的发展,韧性断裂准则在金属板材成形破裂预测中的应用变得广泛。相对于耦合韧性断裂准则,非耦合韧性断裂准则因为参数标定简单,在工业应用中更受欢迎。然而,非耦合韧性断裂准则无法描述材料成形过程中的损伤诱导软化现象。为了解决这一问题,本文旨在结合非耦合模型和耦合模型的优点,探索一种半耦合韧性断裂准则并将其应用于DP590高强钢。以1.5mm厚的DP590高强钢板材为研究对象,首先设计六种不同形状的试样,然后分别用于测定DP590的力学性能和断裂参数。实验中使用了电阻法测定试样的初始损伤和断裂,并使用了DIC技术测定试样表面的应变。实验结果表明,DP590板材的屈服强度各向异性不明显,且r值的各向异性也较弱。DP590板材的断裂趋近于各向同性,研究还发现DP590存在明显的损伤诱导软化现象,且损伤演化较慢。正确描述DP590的塑性行为是韧性断裂准则研究的前提,本文采用简化版Yld2004-18p各向异性屈服函数(简称RYld2004)和Swift+Voce线性组合硬化模型描述DP590的塑性变形行为。根据不同取向的实验数据,标定了RYld2004屈服函数;基于轧制方向的真实应力-真实应变关系拟合硬化模型的参数。基于ABAQUS有限元软件,使用Fortran程序语言编写了本构模型VUMAT子程序,并用于试样的拉伸模拟。实验和模拟结果对比表明,本构模型准确描述了DP590板材各个取向上的塑性变形行为。在上述本构模型的基础上,基于DF2012非耦合韧性断裂准则提出了一种半耦合韧性断裂准则。半耦合模型主要由三部分组成:描述发生初始损伤前变形过程的塑性模型、初始损伤判据和损伤演化模型。材料发生初始损伤前的塑性变形由本文标定的本构模型描述;将DF2012非耦合韧性断裂准则修正为初始损伤模型,用作发生初始损伤的判断依据;并建立一个用于定量描述材料损伤演化程度的损伤变量,耦合于塑性模型中建立损伤演化模型。此外,文中还简述了半耦合韧性断裂准则的有限元算法实现过程。为了验证半耦合韧性断裂准则,基于DP590的断裂实验,分别使用实验-模拟混合法和反求分析法标定了初始损伤模型和损伤演化参数。圆孔试样、R5缺口试样和剪切试样被用于标定初始损伤模型的参数,并构建DP590的初始损伤轨迹。基于圆孔试样的载荷-位移曲线,使用反求分析法标定损伤演化参数。由于反求分析法需要反复进行对应实验的拉伸模拟,本文基于Isight优化软件,结合Matlab科学计算软件和ABAQUS有限元软件搭建了联合优化平台。基于ABAQUS/Explicit模块,将标定后的半耦合模型的VUMAT用户子程序用于各试样的拉伸模拟,结果表明半耦合韧性断裂准则能准确预测DP590材料不同受力状态下的断裂行为,同时能较好地描述DP590成形过程中的损伤诱导软化现象。