《鎂合金板材非對稱硬化變形行為的細觀本構模型及套用》是依託上海交通大學，由唐偉琴擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：鎂合金板材非對稱硬化變形行為的細觀本構模型及套用
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：唐偉琴
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鎂合金板材在加卸載複雜變形路徑下表現出特殊的非對稱硬化特性，建立反映其非對稱硬化特徵的本構模型對於精確模擬鎂板衝壓成形與回彈至關重要。本項目以AZ31板材為研究對象，基於細觀塑性力學理論，採用理論推導、數值模擬與變形實驗相結合的方法，研究鎂板在加卸載變形路徑下滑移-反向滑移、孿生-反孿生等微觀變形機制及相互作用，建立能夠描述鎂板非對稱硬化行為微觀本質的晶體塑性本構模型；研究多晶體均勻化與宏微觀耦合計算方法，將鎂板非對稱硬化晶體塑性模型引入大變形彈塑性有限元框架，準確模擬鎂板載入-卸載-反向載入變形過程，套用於鎂板成形與回彈的計算，並通過實驗進行驗證；利用所建立的模型，研究板材不同織構特性對成形回彈過程中加卸載變形行為的影響規律。本項目研究對於揭示鎂合金板材的變形機制、發展鎂合金塑性變形理論具有重要的理論價值；對於準確預測鎂板回彈、發展鎂板塑性成形工藝具有良好的社會意義和經濟前景。
結題摘要
鎂合金作為工程套用中最輕的金屬結構材料，是輕量化選材的重要目標。但是鎂合金板材常溫衝壓成形後回彈較大，嚴重影響了衝壓零件精度，必須精確預測並在成形中加以控制。板材衝壓回彈過程包含非線性接觸、大變形和彈塑性等多種複雜現象，以及載入、卸載、反向載入等變應變路徑。鎂板在加卸載複雜路徑下表現出特殊的非對稱硬化特性，因此建立反映其非對稱硬化特徵的本構模型對於精確模擬鎂板衝壓成形與回彈至關重要。本項目以AZ31B鎂合金板材為研究對象，主要研究內容有：(1) 實驗研究了單一路徑下鎂板的力學性能及織構演變，以及載入-卸載-反向載入路徑下鎂板的力學行為，包括拉壓不對稱性及非對稱硬化行為。重點研究了鎂板的面內各向異性及對衝壓性能的影響，為提高衝壓性能提供軋制工藝最佳化方案。(2) 基於細觀塑性力學理論，研究了滑移、孿生、反孿生等微觀變形機制及相互作用，建立了耦合滑移、孿生和反孿生的多晶體塑性本構模型，能夠反映變應變路徑下的非對稱硬化行為。(3) 研究了多晶體均勻化方法，建立了彈-粘塑性本構模型，該模型能夠反映彈-塑性階段力學行為。(4) 研究了宏微觀耦合計算方法，將鎂板非對稱硬化晶體塑性模型引入大變形彈塑性有限元框架，準確模擬了鎂板載入-卸載-反向載入變形過程，套用於鎂板成形與回彈的計算，U形彎曲回彈角度誤差在2%左右。
