将损伤力学中的破损应变、三轴应力和应变比等参数作为Q235钢薄板出现延性破损的标准，以成形圆锥台件为例，运用ABAQUS有限元软件对Q235钢薄板单点增量成形的延性破损进行了有限元模拟，并进行了相关的试验验证。结果表明：在Q235钢薄板的成形区域上，板料的厚度分布不均匀；圆锥台件底部和顶部的厚度变化率呈对称分布，中部的厚度最薄，是最易出现延性破损的区域；模拟结果能较准确地预测出Q235钢薄板发生延性破损的位置，试验结果证明了所建有限元模型的正确性。
所属栏目
物理模拟与数值模拟国家自然科学基金资助项目（51475366，51475146）；高等学校博士点基金资助项目（20116118110005）
收稿日期
2016/5/102017/2/7
作者单位
张成兴:西安理工大学机械与精密仪器工程学院, 西安 710048
李言:西安理工大学机械与精密仪器工程学院, 西安 710048
杨明顺:西安理工大学机械与精密仪器工程学院, 西安 710048
姚梓萌:西安理工大学机械与精密仪器工程学院, 西安 710048
张敬冲:西安理工大学机械与精密仪器工程学院, 西安 710048
备注
张成兴(1989-),男,甘肃武威人,硕士研究生。
引用该论文:
ZHANG Cheng-xing,LI Yan,YANG Ming-shun,YAO Zi-meng,ZHANG Jing-chong.Finite Element Simulating for Ductile Damage of Q235 Steel Sheet during Single Point Incremental Forming[J].Materials for mechancial engineering,2017,41(3):67～72
张成兴,李言,杨明顺,姚梓萌,张敬冲.Q235钢薄板单点增量成形延性破损的有限元模拟[J].机械工程材料,2017,41(3):67～72
参考文献
【1】
HUSSAIN G, GAO L, DAR N U. An experimental study on some formability evaluation methods in negative incremental forming[J]. Journal of Materials Processing Technology, 2007, 186(1/2/3):45-53.
【2】
周六如, 莫健华, 肖祥芷. 板料零件数控渐进成形工艺研究[J]. 塑性工程学报, 2003, 10(4):27-29.
【3】
许自然, 高霖, 崔震, 等. 不同压头形状下板料渐进成形性能研究[J]. 机械科学与技术, 2009, 28(5):614-617.
【4】
金玲玲, 高霖, 史晓帆, 等. 多道次单点渐进成形变形规律试验研究[J]. 中国机械工程, 2014, 25(2):262-266.
【5】
李磊, 周晚林, HUSSAIN G. 金属板料单点渐进成形极限的数值模拟预测[J]. 机械工程学报, 2010, 46(18):102-107.
【6】
王进, 姜虎森, 李丽华, 等. 板料渐进成形极限图研究[J]. 热加工工艺, 2013(7):11-13, 17.
【7】
LEMAITRE J, SENNAGE J P. One damage law for different mechanisms[J]. Computational Mechanics, 1997, 20(1):84-88.
【8】
SAANOUNI K. On the numerical prediction of the ductile fracture in metal forming[J]. Engineering Fracture Mechanics, 2008, 75(11):3545-3559.
【9】
GELIN J C, OUDIN J, RAVALARD Y. An imposed finite element method for the analysis of damage and ductile fracture in cold metal forming processes[J]. Ann CIRP, 1985, 34(1):209-213.
【10】
KHELIFA M, OUDJENE M, KHENNANE A. Fracture in sheet metal forming:Effect of ductile damage evolution[J]. Computers and Structures, 2007, 85(3/4):205-212.
【11】
FAN J P, TANG C Y, TSUI C P, et al. 3D finite element simulation of deep drawing with damage development[J]. Lnternational Journal of Machine Tools & Manufacture, 2006, 46(9):1035-1044.
【12】
EYCKENS P, HE S, BAEL A V. Forming limit predictions for the serrated strain paths in single point incremental sheet forming[J]. Materials Processing and Design:Modeling, Simulation and Applications, 2007, 908(1):141-146.
【13】
KIM T, YANG D. Improvement of formability for the incremental sheet metal forming process[J]. International Journal of Mechanical Sciences, 2000, 42(7):1271-1286.
【14】
HANCOCK J W. On the mechanism of ductile failure in high strength steels subjected to multi-axial stress-states[J]. Journal of Mech Phys Solids, 1976, 24:147-169.
【15】
张勇, 李鹏阳, 王权岱, 等. 基于ABAQUS的单点增量成形的数值分析[J]. 机械强度, 2015(1):99-103.
【16】
姚梓萌, 李言, 杨明顺, 等. 金属板料单点增量成形过程成形力的研究[J]. 机械科学与技术, 2015(7):1003-8728.
【17】
雷泽红, 涂元强, 祝洪川, 等. 板料成形极限曲线测试及NADDRG模型预测[J]. 机械工程材料, 2015, 39(12):38-44.
【18】
严芳芳, 李文星. 利用铝合金疲劳裂纹扩展速率预测其断裂韧度[J]. 机械工程材料, 2014, 38(12):45-51.
【19】
周里群, 李健, 毛昭明, 等. 基于韧性断裂准则用有限元方法预测镍涂层薄钢板的成形极限[J]. 机械工程材料, 2015, 39(2):103-106.
【20】
MIRZA M S, BARTON D C, CHURCH P. The effect of stress triaxiality and strain-rate on the fracture characteristics of ductile metals[J]. Journal of Materials Science, 1996, 31:453-461.
【21】
HANCOCK J W. On the mechanism of ductile failure in high-strength steels subjected to multi-axial stress-states[J]. Journal of Mech Phys Solids, 1976, 24:147-169.
