锻压技术：超薄板胀形破裂极限预测理论研究
2022-04-21【作 者】孙立君;黄珍媛;张寒;阮锋
【前 言】
胀形工艺多用于成形局部材料具有鼓起特征的零件，如成形局部的花纹图案、标记及加强肋等[1]。胀形变形是在双向拉应力作用下使材料产生双向拉伸变形，通过材料厚向的变薄来实现局部表面积的增大，在双向拉应力的状态下板料往往会过度减薄、出现裂纹甚至沟槽，从而使得塑性变形不能稳定继续[2]。因此，在胀形工艺中，合理控制成形过程中材料的厚度变化、提高胀形的破裂极限是工艺设计的关键。
板料在拉应力的作用下，承载外力作用面积不断缩减的同时材料应变刚度也在不断增加。当应变刚度效应的增量足以补偿承载面积的缩减时，拉伸变形就可以稳定的继续下去。当两者恰好相等时，拉伸变形则处于临界状态，失稳点首先发生在承载能力最为薄弱的环节，产生颈缩，进而发生破裂[3]。破裂现象实质上和起皱一样，是变形不能稳定进行的结果。
板料拉伸失稳有两个不同的发展阶段，即分散性失稳与集中性失稳。1952年，Swift H W[4]和Hill R[5]分别提出分散性失稳理论和集中性失稳理论，为塑性变形拉伸失稳奠定了理论基础困。破裂极限问题对于超薄板的胀形尤为突出，因此，必须从理论和实验两方面考察材料在拉应力作用下失稳的过程，并建立符合实际的失稳理论，从而合理指导实际生产中的冲压成形极限的定量分析与计算[7]。
【结 论】
本文针对超薄不锈钢薄板进行了数值模拟实验，利用Hill的集中性失稳理论预测超薄不锈钢板料在两向拉应力状态下的破裂和厚向减薄趋势，获得了与实验相似的结果，该结果可以用作指导薄板胀形工艺制定的理论工具;进而指导成形工艺参数的合理选择;可以较为准确地预测板料在胀形中的破裂趋势。
以下是正文：
