第42卷第5期 Vol. 42No.5
材料与成形性能
假压技木
FORGING &STAMPING TECHNOLOGY
韧性断裂准则参数的3种不同标定方法
孟烨晖，庄新村，赵震
（上海交通大学模具CAD国家工程研究中心，上海200030）
2017年5月 May 2017
摘要：韧性断裂准则可用于金属塑性成形过程中韧性断裂的判据，但预测的准确性依赖于准则参数的有效标定。在目前常用的基于试验与模拟的反求分析法以及曲面拟合法的基础上，给出了一种断裂阅值积分求解的标定方法。利用一系列宽应力三轴度范围内的试验结果，分别采用上述3种标定方法进行了L-H韧性断裂准则的参数求解，并对3种标定方法进行了对比分析，给出了各自的优缺点。由对比结果可知：相比于反求分析法，断裂阅值积分求解的标定方法和曲面拟合法可以改善求解
效率；损伤阅值积分求解的标定方法相比于曲面拟合法而言，精度有所提高关键词：韧性断裂准则：应力三轴度；反求分析法：断裂国值；曲面拟合法 DOI: 10. 13330/j. issn. 1000-3940. 2017. 05. 021
中图分类号：TG113.2
文献标识码：A
文章编号：1000-3940（2017）05-0113-06
Three calibration methods for ductile fracture criterion parameters
Meng Yehui, Zhuang Xincun, Zhao Zhen
( National Engineering Research Center of Die & Mold CAD, Shanghai Jiao Tong University , Shanghai 200030, China)
Abstract: Ductile fracture eriterion is generally used to predict ductile fracture in metal forming process, however its accuracy significant-ly relays on the calibration of parameters. According to the commonly used inverse analysis and surface fitting by experimental and numeri-cal method, a new calibration method based on the integral of fracture threshold value was proposed. Then, from a series of experimental results of the wide range of stress triaxiality and by applying the three calibration methods above, parameters of L H ductile fracture cri-terion were solved. Finally, a comparison of the three ealibration methods above were performed, and their advantages and disadvantages[ugau go poia uoeaqrea a rr o snsar tosedo a poa sskere asiaat [eou ar o rseon aagadsar ua aram of fracture threshold value and surface fitting method can improve conputing efficiency. Meanwhile, the new method can provide a more accurate prediction of fracture than the surface fitting method.
Key words : ductile fracture eriterion; stress triaxiality ; inverse analysis; fracture threshold; surface fiting
在金属塑性加工过程中，起裂是常见的缺陷之一，最终会导致零件的失效报废[]。随着计算机模拟技术在塑性加工中的应用不断深人，越来越重视采用损伤模型来预测成形过程中的断裂间题。但这些模型往往存在众多的参数，不同的参数组合会给出截然不同的模拟结果。依此选用合适的模型并对其参数进行有效的标定，是提高韧性断裂模拟预测精度的首要前提。现在常用的损伤模型主要分为两
收稿日期：20161209；修订日期：20170119
基金项目：国家自热科学基金资助项目（51475296）；东莞市产学研合作项目（2015509124212）
作者简介：孟烨晖（1993-），男，硕士研究生 E-mail : myh621(@ sjtu. edu. cr
通讯作者：庄新村（1980-），男，博士，副教投 E-mail: georgexse@ sjtu. edu. cn
万方数据
类，一类是以Gurson和Lemaitre模型为代表的耦合模型，另一类是以控制宏观断裂的应力张量、应变张量以及加载轨迹组成积分内函数的非耦合韧性断裂准则。前者会影响材料在变形过程中的力学响应，而后者与材料的本构模型不发生任何关系，仅作为材料是否出现断裂的一种判据。
目前由于可移植性好，很多韧性断裂准则都已被植人至各主流商业有限元软件中，用户通过输人确定的模型参数即可使用。对于模型参数的标定，有学者利用单一试验确定损伤阅值(2)；利用控制变量法对几个特定参数进行单独分析[3]；对一系列试验进行反求分析，得到满足所有试验的一组参数值[4]；设计特殊应力状态试验来确定模型参数[5]；利用最小二乘法拟合损伤曲线或者曲面]等。对上述方法加以分析归纳可知，目前的参数标定方法主