[发明专利]一种塑性压缩成形临界损伤的识别方法

摘要

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。

主权项

1.一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)，εi—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tf—从变形开始到断裂所经历的累计时间(s)；σ1i—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σ1i＜0时σ1i取值为0；σmi—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Ci与累计等效应变εi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，aj—多项式等效应变函数的j次方参量常数，εjij—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，bk—指数项等效应变函数的非线性参量常数，εkik—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其中—在累计等效应变εi处的累计损伤函数的导数值，—N个控制周期的平均应变速率(s-1)，Δt—N个控制周期的平均单位时间(s)，f(εi)—在累计等效应变εi处拟合计算的累计损伤值，εi—从第1个到第i(1≤i≤N)周期总共累计的等效应变；当损伤敏感系数Ri值趋于0时，对应的累计等效应变εi即为临界断裂应变，同时通过函数计算得到临界损伤值；(4)重复采用上述方法，分别计算得到不同温度、不同应变速率条件的临界损伤值，并建立临界损伤值与温度、应变速率的关联模型。