机械工程学报

作者：林艳丽, 许恩萁, 苏一博, 钱泉, 李悦童, 何祝斌

单位：1. 大连理工大学机械工程学院 大连 116024;2. 高性能精密制造全国重点实验室 大连 116024

关键词：Q890高强钢,AA2219-O铝合金,双槽剪切试样,剪切试验,非均匀硬化；

基金：国家自然科学基金(52075075),中央高校基本科研业务费(DUT20RC(5)031),辽宁省“兴辽英才计划”(XLYC1802065)资助项目。

剪切试验常用于测试金属材料在循环加载和大应变下的塑性硬化特性，但试验中端部效应和边界效应导致变形区应变不均匀，存在硬化差异，限制了其应用。基于Q890高强钢和AA2219-O铝合金的双槽剪切试验，研究了剪切变形区应变不均匀性对其屈服和塑性流动的影响；进而考虑剪切应变非均匀分布而导致的硬化差异，建立剪切应力应变分析模型；通过小孔拉伸试验与仿真分析对比，验证模型的准确性。结果表明，同一变形时刻剪切应变从剪切区边缘到中心逐渐减小，对于Q890高强钢和AA2219-O铝合金，边缘应变比中心点应变最多分别增大6.30%和12.90%；不考虑剪切应变不均匀性将造成对双拉区应力结果预测不准确，对于Q890高强钢和AA2219-O铝合金，以不同区域应变标定的屈服轨迹最大差值分别为82MPa和19 MPa，相对差值分别8.80%和32.80%；在同一应力水平下，对于Q890高强钢和AA2219-O铝合金，边缘应变比中心点应变最大分别增大26%和47%；对小孔拉伸试验颈缩区壁厚预测误差高达9%。而通过所提模型考虑剪切应变的非均匀性后将显著提高小孔拉伸试验颈缩区壁厚预测精度，颈缩区壁厚预测误差小于1%。

来源：2026年第2期

《机械工程学报》期刊编辑部

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