机械工程学报

作者：杜冰, 赵翀昊, 谢军, 李晗, 赵长财, 杜之明

单位：1. 燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室 秦皇岛 066004;2. 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院 哈尔滨 150001

关键词：板壳成形,临界起皱极限图,楔形件,应力加载路径,起皱失稳数值模拟；

基金：国家自然科学基金（51605420）和河北省自然科学基金（E2020203181）资助项目。

随着航天、航空、国防、汽车等制造技术领域对金属产品轻质化、强韧化的要求不断提高，塑性失稳成为制约其整体成形的难题之一，高效准确预测和预防薄壁构件成形过程中起皱失稳缺陷具有十分重要的意义。以楔形件拉伸试验作为研究对象，通过建立楔形件数值失稳起皱模型，结合分岔原理，提出一种板壳起皱极限图（Wrinkling limit diagram，WLD）数值求解及绘制方法。针对在金属板壳试件成形过程中应力加载路径对起皱失稳的显著影响，通过分析楔形件不同区域的应力加载路径，探究板壳变形时应力加载路径对临界起皱极限的影响。结果表明：对于存在彼此独立、不同受力状态起皱区域的试件，应对不同区域分别建立WLD。不同区域单元应力加载路径对WLD的影响可归纳为临界皱屈主应力比对主应变比的影响：当临界皱屈单元的主应力比越大时，临界皱屈主应变比就越大，即WLD斜率越大，工艺抗皱性越弱；同时，通过比较楔形件不同起皱失稳区域的承载变化过程可知，起皱单元的临界主压应力增加速率会影响板料的临界起皱失稳时刻。

来源：2021年第4期

《机械工程学报》期刊编辑部

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