[发明专利]一种塑性压缩成形临界损伤的识别方法

说明书

本发明公开了一种塑性压缩成形临界损伤的识别方法，包括如下步骤：一在等温恒应变速率条件下，通过上模对圆棒材料进行压缩变形，将整个压缩变形均匀分为N个控制周期；二提取压缩变形后材料的内部应力，计算得到各个控制周期的累计损伤值；三建立累计损伤与宏观等效应变的函数，在此基础上建立损伤敏感系数与宏观等效应变的函数，当损伤敏感系数值趋于0时，对应的宏观等效应变即为临界断裂应变，并计算得到临界损伤值；四重复采用上述方法，建立临界损伤值与温度、应变速率的关联模型。本发明能够有效的识别塑性压缩过程的临界损伤，避免盲目的成形工艺设计导致产品开裂等缺陷产生，为产品工艺设计提供科学指导。

技术领域

本发明涉及一种塑性压缩成形临界损伤的识别方法。

背景技术

目前，关于塑性拉伸成形过程中的临界损伤研究较多，但对塑性压缩成形过程中临界损伤研究较少，国内权国政等人开展了《不同温度及应变速率条件下AZ80镁合金临界损伤因子研究》(功能材料，2010年第5期(41)卷)，主要采用数值模拟软件中自带的Cockcroft-Latham损伤因子模型，软件自动计算其塑性压缩成形过程中的损伤值，由于数值模拟软件计算的损伤值显示精度等累积误差问题，采用相邻步长损伤值之差与累计损伤的比值得到的损伤敏感系数经常间隙出现大量的0值，无法有效研究损伤敏感系数的变化规律。更为重要的是，上述文献尚未对压缩塑性成形中损伤值进行深入计算分析，没有揭示在等温恒应变速率条件下的累积损伤与等效应变、应变速率的内在联系，文献报道中的损伤敏感系数与位移或时间的关系曲线点大多很分散，采用线性拟合计算得到的临界损伤应变误差很大，无法指导设计工艺设计开发。

发明内容

本发明的目的是提出的一种塑性压缩成形临界损伤的识别方法。为了实现上述目的，采用以下技术方案：

一种塑性压缩成形临界损伤的识别方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)在等温恒应变速率条件下，通过上模对圆棒材料进行压缩变形，将整个压缩变形均匀分为N个控制周期，则第i(1≤i≤N)个控制周期的上模运动平均速度

其中h₀—圆棒材料的原始高度(mm)，Δt—N个控制周期的平均单位时间(s)，—N个控制周期的平均应变速率(s^-1)，ε_i—从第1个到第i(1≤i≤N)周期总共累计的等效应变，并且

(2)提取压缩变形后材料的内部应力，计算得到第i(1≤i≤N)个控制周期的累计损伤

其中t_f—从变形开始到断裂所经历的累计时间(s)；σ_li—第i(1≤i≤N)个控制周期的最大损伤单元的最大主应力(MPa)，当σ_li＜0时_σli取值为0；σ_mi—第i(1≤i≤N)个控制周期的最大损伤单元的等效应力(MPa)；—第i(1≤i≤N)个控制周期的最大损伤单元的平均应变速率(s^-1)，Δt—N个控制周期的平均单位时间(s)；

(3)建立第i(1≤i≤N)个控制周期的累计损伤C_i与累计等效应变ε_i的函数其中n—二次项等效应变函数的参量的个数，a₀—二次项等效应变函数的参量常数，a₁—多项式等效应变函数的线性参量常数，a_j—多项式等效应变函数的j次方参量常数，ε^j_ij—与第j次方参量相关的多项式等效应变，b₀—指数项等效应变函数的参量常数，b₁—指数项等效应变函数的线性参量常数，b_k—指数项等效应变函数的非线性参量常数，ε^k_ik—与第k次方参量相关的指数项等效应变，m—指数项等效应变参量的个数，在此基础上建立损伤敏感系数与累计等效应变的函数