复杂应力状态下金属热成形的断裂模型建立方法及其系统技术方案

技术编号:40593680 阅读:22 留言:0更新日期:2024-03-12 21:55
本发明专利技术涉及金属塑性成形的技术领域,公开了一种复杂应力状态下金属热成形的断裂模型建立方法及其系统。根据特征构件成形过程中薄弱区域的应力状态演变,构造可再现此应力状态的试样结构和试验装置,并基于复杂构件成形过程中的材料温度和变形速率,进行模拟断裂试验,并通过模拟断裂试验所得到的参数,结合不同断裂模型在不同应力状态下的临界损伤值中所确定的基础断裂模型实现得到金属材料在复杂应力状态下热成形的断裂模型,并通过复杂应力状态下热成形的断裂模型可预测复杂应力状态下金属热成形过程中的开裂缺陷,为快速确定合理成形工艺提供科学依据,节约试验成本和时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属塑性成形的,具体为一种复杂应力状态下金属热成形的断裂模型建立方法及其系统


技术介绍

1、在复杂构件的热成形过程中,例如多腔类构件多向加载成形(凸模同时或顺序地在坯料轴向和径向(侧)方向上加载)时,复杂的应力状态总是存在和变化的,且均为低/负应力三轴度状态,具体为压-剪、纯剪、拉-剪等应力状态的组合。同时,由于材料塑性差,变形严重不均,容易发生韧性断裂,严重制约了构件的成形性和可靠性。金属材料断裂对应力状态、变形温度和应变速率都很敏感,这使得断裂行为非常复杂,很难预测。因此,如何构造测试装置来实现复杂的应力状态转变,并建立相应的热成形断裂模型已经成为一个至关重要的问题。


技术实现思路

1、针对现有技术中存在低/负应力三轴度复杂应力状态下金属热成形易发生开裂的问题,本专利技术提供一种复杂应力状态下金属热成形的断裂模型建立方法及其系统,根据复杂构件成形过程中薄弱区域的材料应力、应变、温度和变形速率,即可预测复杂应力状态下金属热成形过程中的开裂缺陷,为快速确定合理成形工艺提供科学依据,节约试验成本本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种复杂应力状态下金属热成形的断裂模型建立方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种复杂应力状态下金属热成形的断裂模型建立方法,其特征在于,提取复杂构件在成形过程中的特征构件,特征构件在成形过程中的应力集中区和薄弱区中提取应力状态,其中应力状态包括拉-剪应力、纯剪应力和压-剪应力。

3.根据权利要求1所述的一种复杂应力状态下金属热成形的断裂模型建立方法,其特征在于,根据特征构件成形过程中的应力状态分析,结合应力三轴度和Lode角参数的取值以及材料断裂性能的试验测试条件,采用数值模拟仿真方法得到试样样品(9)和试验装置(8)。

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【技术特征摘要】

1.一种复杂应力状态下金属热成形的断裂模型建立方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种复杂应力状态下金属热成形的断裂模型建立方法,其特征在于,提取复杂构件在成形过程中的特征构件,特征构件在成形过程中的应力集中区和薄弱区中提取应力状态,其中应力状态包括拉-剪应力、纯剪应力和压-剪应力。

3.根据权利要求1所述的一种复杂应力状态下金属热成形的断裂模型建立方法,其特征在于,根据特征构件成形过程中的应力状态分析,结合应力三轴度和lode角参数的取值以及材料断裂性能的试验测试条件,采用数值模拟仿真方法得到试样样品(9)和试验装置(8)。

4.根据权利要求3所述的一种复杂应力状态下金属热成形的断裂模型建立方法,其特征在于,将试样样品(9)放置在试验装置(8)内进行室温下的断裂仿真模拟,分析特征构件成形过程中变形区的应力状态和应变变化状态,对应优化试样样品(9)及试样样品(9)的尺寸,直至试样样品(9)的应力集中在试验装置(8)的测量区域,且试验装置(8)的测量区域的应力三轴度和lode角参数的数值达到稳定时,得到待断裂试验的试样样品(9)及试样样品(9)的尺寸。

5.根据权利要求1所述的一种复杂应力状态下金属热成形的断裂模型建立方法,其特征在于,试样样品(9)在试验装置(8)...

【专利技术属性】
技术研发人员:曹婧车永平孙志超杨尚谕韩礼红王建军牟易升
申请(专利权)人:中国石油天然气集团有限公司
类型:发明
国别省市:

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