Использование опытов на сдвиг для построения кривых упрочнения листовых материалов

Кривые упрочнения используют при математическом моделировании пластической деформации. Однако в настоящее время отсутствует общепринятая методика экспериментального определения кривых упрочнения листовых материалов при деформациях, превышающих значения, соответствующие моменту образования шейки в опытах на растяжение. Приведен обзор методов построения кривых упрочнения листовых материалов при больших деформациях. На примере опытов на сдвиг фигурных образцов в условиях холодной деформации описана методика проведения испытаний металлических материалов из листового проката для построения кривых упрочнения в диапазоне истинных деформаций до 0,5. Математическим моделированием методом конечных элементов доказана возможность получения кривых упрочнения с помощью предложенной методики и обоснована рациональная форма образца. Показано, что предложенная форма образца позволяет выполнить деформацию без разрушения. Приведены примеры использования методики для получения кривых упрочнения ряда материалов.

Литература

[1] Kuwabara T. Advances In Experiments On Metal Sheets And Tubes In Support Of Constitutive Modeling And Forming Simulations. International Journal of Plasticity, 2007, vol. 23, iss. 3, pp. 385–419.

[2] Merklein M., Kuppert A. A Method For The Layer Compression Test Considering The Anisotropic Material Behavior. International Journal of Material Forming, 2009, vol. 2, iss. SUPPL. 1, pp. 483–486.

[3] Алимов А.И., Власов А.В. Теоретическое обоснование возможности построения кривых упрочнения с помощью испытаний на сжатие стопки перпендикулярно плоскости листа. Обработка материалов давлением, 2013, № 1(34), с. 65–72.

[4] Kuwabara T., Morita Y., Miyashita Y., Takahashi S. Elastic-Plastic Behavior of Sheet Metal Subjected to In-plane Reverse Loading. Journal of the Japan Society for Technology of Plasticity, 1995, 36–414, pp. 768–774.

[5] Власов А.В., Майстров Ю.В., Алимов А.И., Пономаренко А.Б. Построение кривых упрочнения листовых материалов с помощью опытов на продольное сжатие. Известия ТулГУ. Технические науки, 2014, вып. 10, ч. 1, с. 43–56.

[6] Sigvant M., Mattiasson K., Vegter H., Thilderkvist P. A viscous pressure bulge test for the determination of a plastic hardening curve and equibiaxial material data. International Journal of Material Forming, 2009, vol. 2, iss. 4, pp. 235–242.

[7] Guner A., Brosius A., Tekkaya A.E. Analysis of the hydraulic bulge test with FEA concerning the accuracy of the determined flow curves. Key Engineering Materials, 2009, vol. 410–411, pp. 439–447.

[8] An Y.G., Vegter H., Heijne J. Development of simple shear test for the measurement of work hardening. Journal of Materials Processing Technology, 2009, vol. 209, iss. 9, pp. 4248–4254.

[9] Miyauchi K. A proposal of a planar simple shear test in sheet metals. Sci. Pap. Inst. Phys. Chem. Res. (Jpn), 1984, vol. 78, no. 3, pp. 27–40.

[10] Bouvier S., Haddadi H., Levee P., Teodosiu C. Simple shear tests: Experimental techniques and characterization of the plastic anisotropy of rolled sheets at large strains. Journal of Materials Processing Technology, 2006, vol. 172, iss. 1, pp. 96–103.

[11] Genevois P. Etude experimental et modelisation du comportement plastique anisotrope de toles dacier en grandes deformations. Ph. D. Thesis, Institut National Polytechnique de Grenoble, France, 1992, 166 p.

[12] Merklein M., Biasutti M. A Contribution to the Optimization of a Simple Shear Test. Key Engineering Materials, 2009, vol. 410–411, pp. 467–472.

[13] Merklein M., Biasutti M. Forward and Reverse Simple Shear Test Experiments for Modeling in Forming Simulations. Special Edition: 10th International Conference on Technology of Plasticity, 2011, pp. 702–707.

[14] Mattiasson K., Sigvant M. Material Characterization and Modeling for Industrial Sheet Forming Simulations. MATERIALS PROCESSING AND DESIGN: Modeling, Simulation and Applications – NUMIFORM 2004-Proceedings of the 8th International Conference on Numerical Methods in Industrial Forming Processes. – AIP Publishing, 2004, vol. 712, no. 1, pp. 875–880.

[15] DEFORMтм 3D Version 10.1. User’s Manual.

[16] Аверкиев А.Ю. Методы оценки штампуемости листового металла. Москва, Машиностроение, 1985. 176 с.

[17] Боткин А.В., Валиев Р.З., Степин П.С., Баймухаметов А.Х. Оценка поврежденности металла при холодной пластической деформации c использованием модели разрушения Кокрофта–Латама. Деформация и разрушение материалов, 2011, no. 7, c. 17–22.

[18] Watanabe A., Fujikawa S., Ikeda A., Shiga N. Prediction of Ductile Fracture in Cold Forging. Procedia Engineering, 2014, vol. 81, pp. 425–430.