第
43
卷第
5
期
2009
年
5
月
上海交通大学学报
JOURNAL
OF
SHANGHAI
JIAOTONG
UNIVERSITY
文章编号
:1006-2467(2009)05-0700-04
基于细观损伤模型预测金属成形
过程中的韧性断裂形式
黄建科，
董湘怀
(上海交通大学模具
CAD
国家工程研究中心，上海
200030)
Vol.
43
No.5
May 2009
摘
要:在优选模型参数和简化孔洞形核规律的基础上，采用
Gurson-
Tvergaard
(GT)
多孔材料
本构模型分析金属韧性断裂过程中的宏观应力与应变响应行为;根据金属成形工艺特点，充分考虑
拉仲型和剪切型
2
种不同韧性断裂机制，提出一个统一的韧性断裂准则形式，并通过实验结果验证
其有效性和普适性，进而采用单向拉伸实验确定的材料常数合理地预测了正挤压过程中的韧性断
裂现象.
关键词:金属成形;韧性断裂;孔洞形核;拉仲;剪切
中图分类号:
TG
306;
TG
111
文献标识码
:A
Prediction
of
Ductile
Fracture
in
Metalforming
Processes
8ased
on
Meso-damage
Model
HUANG
] ian-ke ,
DONG
Xiang-huai
(National
Die &
Mould
CAD
Engineering
Research
Center
,
Shanghai
Jiaotong
University
,
Shanghai
200030 ,
China)
Abstract:
Gurson-Tvergaard
(GT)
porous
material
model
with
optimized
adjustment
parameters
and
a
practical
void
nucleation
law
were
adopted
to
analyze
the
macroscopic
stress-strain
response
,
and
according
to
the
character
of
the
metalforming
processes
, a unified
fracture
criterion
,
corresponding
to
different
mechanisms
of
ductile
fracture
,
tension-type
mode
and
shear-type
mode
,
was
proposed.
The
experimental
results
confirm
the
validity
and
wide
applicability
of
the
newly
proposed
ductile
fracture
criteria.
Moreo-
ver,
the
material
constants
obtained
through
uniaxial
tension
experimental
were
used
to
predict
the
occur-
rence
of
the
ductile
fracture
in
forward
extrusion
process.
Key
words:
metalforming
processes;
ductile
fracture;
void
nucleation;
tension;
shear
在金属成形过程中，韧性材料的断裂是损伤累
积的结果.细观损伤力学方法是材料科学与连续介
质力学相互渗透的产物.其一方面略去了具体考察
微结构变化的物理过程，免去了统计物理学的冗长
收稿日期:
2008-08-18
计算;另一方面又为损伤的宏观有效场量赋予了较
为真实的几何形象和物理内涵
[IJ
Gurson[ZJ
采用力学模型建立多孔体塑性体系
而使韧性损伤研究进入了新阶段，并成功地将反映
基金项目:国家自然科学基金资助项目
(50575143):
高等学校博士学科点专项基金资助项目
(20040248005)
作者简介:黄建科(1
980
寸，男，江西临川人，博士生，主要从事金属塑性成形过程中的数值模拟及金属损伤和断裂研究.
董湘怀(联系人)
，男，教授，博士生导师，电话
(Te
l.)
:021-62813435:E-mail:dongxh@sjtu.edu.cn.
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