[发明专利]基于有限元计算分析的薄板材料塑性成形极限确定方法

权利要求书

1.一种基于有限元计算分析的薄板材料塑性成形极限确定方法，其特征是：该方法包括如下步骤：

(1)通过平板拉伸试验获得薄板材料的应力-应变曲线，然后通过应力-应变曲线获得薄板材料的弹性模量、泊松比、屈服强度以及屈服后的应力-应变对应关系，并将实验获得的工程应力-应变值转换为真实应力-应变值；

(2)在有限元软件中根据成形实验系统实际尺寸建立起相应的凸模、凹模、压边圈和试样的几何模型，其中凸模、凹模、压边圈都设为刚性结构，试样设为弹塑性结构；

(3)在有限元软件的材料模型中添加相应的材料属性，设置凸模和试样、凹模和试样以及压边圈与试样间的接触属性，设置相应的摩擦系数；

(4)根据实际压边圈下压量和下压力确定出施加载荷，若已知下压力为F，则模型中施加的载荷为F/A，A为压边圈面积；如已知下压量，则模型中施加的载荷为Et，其中E为薄板材料的弹性模量，t为薄板厚度；

(5)通过设置凸模的下压速度和时间来控制凸模的下压位移，即下压量；

(6)对试样进行网格划分；

(7)定义计算时间，根据凸模下压速度v和行程s确定出确定合适的下压量L，L＝0.9s～1.1s和下压总时间L/v，利用显式动态求解器进行成形过程的模拟，并在每一个增量步中输出各单元相应的应力应变分量；

(8)完成有限元计算以后，可得到某个试样成形实验时的应力应变演化结果，输出全部单元的应力-应变云图；

(9)计算主应变对时间的一阶导数和二阶导数，利用S-G滤波器对主应变进行一阶、二阶拟合。

2.根据权利要求1所述的基于有限元计算分析的薄板材料塑性成形极限确定方法，其特征是：步骤(1)中所述的将实验获得的工程应力-应变值转换为真实应力-应变值的具体方法是采用如下公式：

σ_T＝σ(1+ε)

∈_T＝ln(1+ε)，

式中为σT真实应力，∈_T为真实应变，σ为工程应力，ε为工程应变。