以DX56D+Z、HC220BD+Z、HC420LA、HC420/780DP汽車鋼板為研究材料,分別使用Ludwik、Swift、Hockett-Sherby、Voce、Swift-Hockett-Sherby和Swift-Voce硬化模型對單向拉伸試驗獲取的流動應(yīng)力和塑性應(yīng)變進行擬合,對比分析了6種硬化模型的擬合精度;以HC420/780DP鋼板為例,分析了6種硬化模型對大應(yīng)變范圍（頸縮點后）內(nèi)流動應(yīng)力的擬合效果。結(jié)果表明:在塑性變形階段,Hockett-Sherby硬化模型所描述的流動應(yīng)力增長方式與試驗結(jié)果最為接近,擬合的流動應(yīng)力與實測結(jié)果的重合度最高;采用6種硬化模型外推得到HC420/780DP鋼在大應(yīng)變范圍內(nèi)流動應(yīng)力的差異較大,Swift-Hockett-Sherby和Swift-Voce混合模型擬合自由度更高,擬合效果更好。 

【文章來源】：機械工程材料. 2020,44(10)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

4種試驗鋼的顯微組織

試驗測得4種試驗鋼的工程應(yīng)力-應(yīng)變曲線見圖2(a），將屈服點至頸縮點間的工程應(yīng)力、工程應(yīng)變代入式（1）和式（2），得到的真應(yīng)力-塑性應(yīng)變曲線見圖2(b）。2 常用硬化模型介紹

采用上述6種硬化模型對圖2中的真應(yīng)力-塑性應(yīng)變數(shù)據(jù)進行擬合，擬合結(jié)果見圖3，擬合相關(guān)系數(shù)見表2。由圖3可以看出：在塑性變形初期（塑性應(yīng)變在0～0.075范圍內(nèi)），Ludwik和Swift硬化模型擬合得到的流動應(yīng)力與實測數(shù)據(jù)點之間的誤差比其他4種硬化模型的大。對于DX56D+Z鋼板，當塑性應(yīng)變在0.10～0.15之間時，6種硬化模型擬合得到的流動應(yīng)力與實測數(shù)據(jù)的重合度均較高；在頸縮前（塑性應(yīng)變在0.20～0.22之間），HockettSherby硬化模型和Swift-Voce混合硬化模型的擬合結(jié)果幾乎和實測數(shù)據(jù)重合，但Voce和Swift硬化模型的擬合結(jié)果偏離實測數(shù)據(jù)較大。這是因為Swift硬化模型是非飽和模型，其擬合流動應(yīng)力隨著應(yīng)變的增加會持續(xù)快速增大，最終遠超實際應(yīng)力；Voce硬化模型是飽和模型，其擬合流動應(yīng)力隨著應(yīng)變的增加會趨近于抗拉強度但低于實際應(yīng)力。對于HC220BD+Z鋼板，當塑性應(yīng)變在0.09～0.14之間時，6種硬化模型擬合出的流動應(yīng)力與實測數(shù)據(jù)的重合度均較高；在頸縮前（塑性應(yīng)變在0.17～0.18之間），Hockett-Sherby硬化模型擬合結(jié)果與實測數(shù)據(jù)重合度最高，Ludwik硬化模型擬合結(jié)果則偏離實測數(shù)據(jù)較大，Swift-Hockett-Sherby和SwiftVoce混合硬化模型的擬合精度相差不大。對于HC420LA鋼，在頸縮前（塑性應(yīng)變在0.11～0.12之間），Hockett-Sherby硬化模型擬合結(jié)果與實測數(shù)據(jù)的重合度最高，Ludwik和Swift硬化模型的擬合結(jié)果則偏離實測數(shù)據(jù)較遠，Voce硬化模型、SwiftHockett-Sherby混合模型和Swift-Voce混合模型的擬合精度相差不大，其中Voce硬化模型擬合得到的流動應(yīng)力基本達到飽和狀態(tài)。對于HC420/780DP鋼板，在頸縮前（塑性應(yīng)變在0.11～0.12之間），Hockett-Sherby硬化模型和Swift-HockettSherby混合模型擬合得到的流動應(yīng)力與實測數(shù)據(jù)最為接近，Swift和Voce模型擬合結(jié)果偏離實測數(shù)據(jù)最遠；Swift和Ludwik非飽和硬化模型擬合得到的流動應(yīng)力隨應(yīng)變的增加逐漸增大，并且Swift硬化模型的流動應(yīng)力增加速率高于Ludwik硬化模型的；Voce飽和硬化模型擬合得到的流動應(yīng)力在塑性應(yīng)變?yōu)?.1時基本達到飽和狀態(tài)，Hockett-Sherby飽和硬化模型擬合得到的流動應(yīng)力飽和速率低于Voce飽和硬化模型的。由表2可以看出，6種硬化模型的擬合相關(guān)系數(shù)R2均高于0.98，說明6種硬化模型在一定程度上都可以描述材料在塑性變形段的流動應(yīng)力。其中，Hockett-Sherby硬化模型、Swift-Hockett-Sherby混合硬化模型和Swift-Voce混合硬化模型的擬合精度較高，適用于4種試驗鋼，尤其是Hockett-Sherby模型，其描述的流動應(yīng)力增長趨勢與實際最為接近。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]各向異性材料流動應(yīng)力模型研究[J]. 劉國承,王超,宋燕利,薛鵬舉.  華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(08)
[2]IF鋼硬化模型試驗[J]. 程超,牛超,陳新平.  精密成形工程. 2017(06)
[3]不同硬化模型對鋁合金板沖壓成形模擬結(jié)果的影響[J]. 金飛翔,鐘志平,李鳳嬌,孟輝.  機械工程學(xué)報. 2017(22)
[4]Determination of Flow Curve and Plastic Anisotropy of Medium-thick Metal Plate:Experiments and Inverse Analysis[J]. Xin-cun ZHUANG,Hua XIANG,Tao WANG,Zhen ZHAO,Tan LI.  Journal of Iron and Steel Research（International）. 2015(06)
[5]材料常用流動應(yīng)力模型研究[J]. 李宏燁,莊新村,趙震.  模具技術(shù). 2009(05)



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