一种箔材弯曲回弹离散行为分析方法技术

本发明专利技术公开了一种箔材弯曲回弹离散行为分析方法，该方法首先获取待加工箔材的应力

【技术实现步骤摘要】
一种箔材弯曲回弹离散行为分析方法


[0001]本专利技术属于箔材弯曲成型领域，尤其涉及一种箔材弯曲回弹离散行为分析方法。

技术介绍

[0002]随着航空航天、医疗器械等领域不可逆转的微型化发展，这些领域对微型弯曲零件的需求也越来越大。弯曲工艺是目前箔材最常用的塑性成型工艺之一。
[0003]通过弯曲工艺成型的零件尺寸精度较高，但当箔材尺寸(主要是厚度)较小时，箔材弯曲过程中的应变梯度会剧烈增大，个体晶粒异质性影响也剧烈增强，即出现了尺寸效应影响，尺寸效应影响的存在将导致箔材弯曲回弹行为变得非常复杂，离散程度剧烈增大，因此，准确预测箔材的回弹行为对箔材精密弯曲成型至关重要。
[0004]现有方法在分析箔材弯曲回弹行为时，因没有考虑应变梯度和个体晶粒异质性的影响，不能精确分析箔材弯曲回弹的离散行为，导致箔材弯曲装置的设计缺乏必要的理论指导，使得箔材弯曲装置的设计仍停留在试错阶段，弯曲件的废品率较高，严重制约了箔材弯曲成形工艺的应用与发展。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提出一种箔材弯曲回弹离散行为分析方法，该方法在进行箔材弯曲回弹行为分析时，综合考虑箔材弯曲成形工艺中应变梯度的影响和个体晶粒异质性的影响，实现精确的箔材弯曲回弹离散行为分析。
[0006]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种箔材弯曲回弹离散行为分析方法，所述方法包括：
[0007]S1：获取待加工箔材的应力
‑
应变曲线和金相组织图；
[0008]S2：利用待加工箔材的应变梯度因子T对其应力
‑
应变曲线进行强化；
[0009]S3：获取待加工箔材的多组个体晶粒的应力
‑
应变曲线；
[0010]S4：提取待加工箔材的金相组织图的线条信息；
[0011]S5：建立待加工箔材的有限元分析模型；
[0012]S6：利用S4中提取的线条信息对有限元分析模型进行几何剖分，获取个体晶粒图，并将S3中的多组个体晶粒的应力
‑
应变曲线按其占比服从一定分布随机指派到个体晶粒图中；
[0013]S7：利用S6处理后的有限元分析模型进行箔材离散行为的分析。
[0014]优选的，所述金相组织图通过腐蚀法得到。
[0015]优选的，所述S2中，应变梯度因子T的表达式为：
[0016][0017]其中，d为箔材晶粒的尺寸，L为箔材长度，t为箔材的厚度，G为剪切模量，b为柏格
矢量，ζ是经验常数，σ
l
为参考应力，η为应变梯度。
[0018]优选的，所述S3中个体晶粒的应力
‑
应变曲线获取的方法为：
[0019]首先，以待加工箔材的应力
‑
应变曲线的平均值与2倍的标准差之和作为个体晶粒应力
‑
应变曲线的上界；以待加工箔材的应力
‑
应变曲线的平均值与2倍的标准差之差作为个体晶粒应力
‑
应变曲线的下界；
[0020]然后，在估算的个体晶粒应力
‑
应变曲线的上、下界区间内，将应力
‑
应变曲线平均分成多组，即得到多组个体晶粒应力
‑
应变曲线。
[0021]优选的，所述S6中一定分布为高斯分布。
[0022]本专利技术的有益效果是：本专利技术提出的分析方法综合考虑了箔材弯曲成形工艺中应变梯度以及个体晶粒异质性的影响，实现精确的箔材弯曲回弹离散行为分析，其中：(1)应变梯度因子T考虑了晶界区域对几何必需位错的覆盖作用，使应变梯度的强化影响解析更精确；(2)利用应变梯度强化后的待加工箔材应力
‑
应变曲线估算箔材个体晶粒的应力
‑
应变曲线，符合箔材弯曲成形的真实工况，能够精确描述箔材弯曲成形中的个体晶粒取向异质性影响；(3)以金相组织图为参考，对分析模型进行剖分，能够精确描述个体晶粒形状异质性的影响；(4)按高斯分布函数对个体晶粒进行随机指派，能够精确描述个体晶粒位置随机性的影响，综上，本专利技术提出的箔材弯曲回弹离散行为分析方法能够更加精确地进行箔材弯曲回弹离散行为的分析。
附图说明
[0023]图1为本专利技术提出的箔材弯曲回弹离散行为分析方法与常规的箔材弯曲回弹离散行为分析方法的流程对比示意图。
具体实施方式
[0024]本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本专利技术的原理，应被理解为本专利技术的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本专利技术公开的这些技术启示做出各种不脱离本专利技术实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本专利技术的保护范围内。
[0025]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。
[0026]一种箔材弯曲回弹离散行为分析方法，其流程示意图如图1所示，具体实施方式包括：
[0027]第一步：获取待加工箔材的应力
‑
应变曲线和金相组织图；
[0028]第二步：利用待加工箔材的应变梯度因子T对其应力
‑
应变曲线进行强化；
[0029]第三步：获取待加工箔材的多组个体晶粒的应力
‑
应变曲线；
[0030]第四步：提取待加工箔材的金相组织图的线条信息；
[0031]第五步：建立待加工箔材的有限元分析模型；
[0032]第六步：利用第四步中提取的线条信息对有限元分析模型进行几何剖分，获取个体晶粒图，并将第三步中的个体晶粒的应力
‑
应变曲线按其占比服从一定分布随机指派到个体晶粒图中；
[0033]第七步：利用第六步处理后的有限元分析模型进行箔材离散行为的分析。
[0034]作为实施例，上述待加工箔材的金相组织图通过腐蚀法得到。
[0035]作为实施例，上述应变梯度因子T的表达式为：
[0036][0037]其中，d为箔材晶粒的尺寸，L为箔材长度，t为箔材的厚度，G为剪切模量，b为柏格矢量，ζ是经验常数，σ
l
为参考应力，η为应变梯度。
[0038]作为实施例，上述个体晶粒的应力
‑
应变曲线获取的方法为：
[0039]首先，以待加工箔材的应力
‑
应变曲线的平均值与2倍的标准差之和作为个体晶粒应力
‑
应变曲线的上界；以待加工箔材的应力
‑
应变曲线的平均值与2倍的标准差之差作为个体晶粒应力
‑
应变曲线的下界；
[0040]然后，在估算的个体晶粒应力
‑
应变曲线的上、下界区间内，将应力
‑
应变曲线平均分成多组，即得到多组个体晶粒应力
‑
应变曲线。
[0041]作为实施例，上述个体晶粒的应力
‑
应变曲线按其占比服从一定分布随机指派到个体晶粒图中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种箔材弯曲回弹离散行为分析方法，其特征在于，所述方法包括：S1：获取待加工箔材的应力
‑
应变曲线和金相组织图；S2：利用待加工箔材的应变梯度因子T对其应力
‑
应变曲线进行强化；S3：获取待加工箔材的多组个体晶粒的应力
‑
应变曲线；S4：提取待加工箔材的金相组织图的线条信息；S5：建立待加工箔材的有限元分析模型；S6：利用S4中提取的线条信息对有限元分析模型进行几何剖分，获取个体晶粒图，并将S3中的多组个体晶粒的应力
‑
应变曲线按其占比服从一定分布随机指派到个体晶粒图中；S7：利用S6处理后的有限元分析模型进行箔材离散行为的分析。2.根据权利要求1所述的箔材弯曲回弹离散行为分析方法，其特征在于，所述金相组织图通过腐蚀法得到。3.根据权利要求1所述的箔材弯曲回弹离散行为分析方法，其特征在于，所述S2中，应变梯度因子T的表达式为：其中，d为箔材晶粒的尺寸，L为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟玮，尚振东，徐劲澜，黄定川，陈仕鹏，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院电子工程研究所，
类型：发明
国别省市：