[发明专利]一种板壳材料起皱失稳极限图的建立方法及系统

说明书

本发明公开一种板壳材料起皱失稳极限图的建立方法及系统，所述方法包括：根据缩径成形的条件要素建立理论起皱失稳模型；根据理论起皱失稳模型进行金属板壳缩径成形试验；根据金属板壳缩径成形试验建立试验起皱失稳极限图；根据理论起皱失稳模型建立理论起皱失稳极限图；根据试验起皱失稳极限图确定理论起皱失稳极限图的误差；判断所述误差是否小于或等于设定的误差阈值，若是，则所述理论起皱失稳极限图为最终的起皱失稳极限图；若否，构建修正方案，并根据所述修正方案更新所述理论起皱失稳模型以重新建立理论起皱失稳极限图。该方法通过理论起皱失稳模型规划金属板壳缩径成形试验，再通过试验起皱失稳极限图不断修正理论起皱失稳极限图，最终得到精确的板壳材料起皱失稳极限图。

技术领域

本发明涉及塑性加工领域，特别是涉及一种板壳材料起皱失稳极限图的建立方法及系统。

背景技术

高效、准确的预测和控制起皱失稳，明确起皱失稳与成形工艺参数的关系，是产品和模具设计、工艺流程制定的基本依据，是提高零件成形质量和生产效率的重要因素。当前，在薄壳构件成形的失稳研究中主要集中在破裂失稳领域。针对有集中缩颈的韧性破裂判定，利用Hill'48和Barlat'96等屈服准则，结合M-K沟槽理论或Hora准则，绘制基于主应变或主应力的成形极限图；对于没有明显缩颈的韧性破裂现象，利用Cockcroft、Brozzo、Qyane以及Clift等准则作为破坏判据，与数值仿真、特征试验相结合，获取极限应变或应力值，并绘制成形极限图作为成形判据。破裂失稳理论及其研究方法，在应对先进高强钢、铝合金、镁合金、高分子复合材料等薄壳材料的成形问题上收效显著，其主要特征是通过薄壳面内极限主应变指标来判定破裂失稳，绘制理论或试验判定曲线来界定安全区间、临界区间和失稳区间，将薄壳材料破裂的内在机理转化为表象的主应变数值关系，便于工程应用。但是对于薄壳材料成形起皱失稳的判定，尚未形成方便有效的判定手段。虽然近些年起皱失稳相关文献提到以主应变作为判定指标的广义成形性能评价技术(UniversalFormability Technology，简称UFT)判据对成形件的表面质量进行描述,但是由于UFT判据是建立在实际工程经验基础之上的，只能对成形零件的潜在表面缺陷进行大致的预测以便后期确定对应的改进措施，没有对应的理论体系进行印证，也没有系统的试验验证，在实际应用过程存在较大误差。因此，如何提供一种能够准确预测板壳材料起皱失稳的方法及系统成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种板壳材料起皱失稳极限图的建立方法，根据所述起皱失稳极限图可准确预测板壳材料的起皱失稳。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种板壳材料起皱失稳极限图的建立方法，所述方法包括：

根据缩径成形的条件要素建立金属板壳缩径成形的理论起皱失稳模型；

根据所述理论起皱失稳模型确定金属板壳缩径成形试验的试验方案及试验参数，并进行所述金属板壳缩径成形试验；

根据所述金属板壳缩径成形试验建立试验起皱失稳极限图；

根据所述理论起皱失稳模型建立理论起皱失稳极限图；

根据所述试验起皱失稳极限图确定所述理论起皱失稳极限图的误差；

判断所述误差是否小于或等于设定的误差阈值，

若是，则所述理论起皱失稳极限图为最终的起皱失稳极限图；

若否，构建修正方案，并根据所述修正方案更新所述理论起皱失稳模型以重新建立理论起皱失稳极限图。

可选的，所述根据所述理论起皱失稳模型确定所述金属板壳缩径成形试验的试验方案及试验参数具体包括：

求解所述理论起皱失稳模型的具体数值解；

根据所述具体数值解在主应变坐标空间中的分布情况确定所述试验方案及所述试验参数。