2025年从力学性能预测成型极限曲线 .pdfVIP

古之立大事者，不惟有超世之才，亦必有坚忍不拔之志。——苏轼

塑性成形力学报告

学院：材料学院

班号：

学号：

姓名：

日期：

哈尔滨工业大学

博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之。——《礼记》

从力学性能预测成型极限曲线

摘要

成形极限曲线（FLC）被用来测量在金属板上局部化的颈缩开始之前的变形量。大多数的成

形极限曲线在应变空间中体现，以应力为基础的成形极限曲线具有一定的优势因为它们具有

独立的应变路径。目前的研究已经发展出一种方法来计算一条以应力为基础的成形极限曲

线。

这项计算的基础数据可以通过一个单向拉伸实验获得。计算取决于参数Z，该参数被认为是

在拉伸试验中失稳的转折点。在基勒-布拉切公式的帮助下，成形极限平面应变中的有效应

力是参数Z和厚度的函数。从4项实验中得到数据被证实与该功能保持一致。一个被广泛接

受的认识是成形极限曲线的左半部是斜度为-1的直线及一个描述材料应力应变行为合适的

本构模型。与应变极限曲线左半部相对应的应力极限曲线可以通过计算得到。通过对计算得

到的应力极限曲线与直接从应变极限曲线得到的应力极限曲线的比较，我们可以发现这二者

达到良好的一致性。通过计算得到的应力极限曲线比通过直接获得的应力极限曲线低

15-20MPA。

介绍

以应变为基础的成形极限图表

以应变为基础的成形极限描述了在一个临界局部颈缩形成时平面内主应变的核心，一个临界

局部颈缩是衡量一个成形极限图表的失效准则。一个典型的成形极限图表展示了垂直轴线的

主要平面应变与水平轴线上的极小应变。在冲压车间中应用的成形极限图表使用工程应变，

尽管在绝大多数的研究中采用的是真实应变。成形极限曲线是临界颈缩发生时的那一点，也

就是在金属板料变形时施加最小应变产生塑性断口。在拉伸试验中，成形极限曲线中的极限

应变可以比标准延伸率更高一些，是因为在双轴金属板发生变形期间，几何约束防止了颈缩

现象的发生。对于一个成形极限曲线来说，失效形式是局部颈缩。破坏过程在局部颈缩开始

时持续到塑性断口产生时为止。

KeelerandBackofen将局部颈缩描述为一个狭窄条带的变形，在那里主应变分量沿着

局部颈缩的轴线等于0而且一个在局部颈缩方位与最大主应力分量之间形成的角度是可

以计算的。LevyandGreen(2002)在理论值与实际值之间揭示了定性关系。

MarciniakandKuczynski(1978)将一个局部颈缩描述为一个凹槽，在此处凹槽中的应变

沿着非线性的应变路径加速，法向应变分量与凹槽轴线垂直并持续增加，而法向应变分量减

为0时，为了拥有一个失效准则，作者引入一个叫做初期缺口的概念，这意味着失效的开始，

许多编辑将其视为冶金学破坏的结果。

尽管与机械相关的变形有着相当多的额外的工作任务，以及由局部颈缩引发的一系列失效，

长远的讨论被从当前的研究中排除出去，因为重点在于由局部颈缩导致的失效极限。

1.2预测以应变为基础的成形极限曲线

KeelerandBackofen通过回归分析在平面应变成形极限与厚度t以及应变硬化指数n建立

了一种关系，Keeler解释说仅当厚度值高于3.1mm时，初始回归分析才有效。当厚度在3.1mm

和3.5mm之间时，在厚度作用下会有一个逐渐下降的趋势，超过3.5mm厚度的效应会消失，

基勒-布拉切等式为

饭疏食，饮水，曲肱而枕之，乐亦在其中矣。不义而富且