基于GISSMO斷裂準(zhǔn)則的6016鋁合金斷裂行為研究

孔婕，鄧璐璐，劉億，閔峻英

輕合金精密成形專題

基于GISSMO斷裂準(zhǔn)則的6016鋁合金斷裂行為研究

孔婕1，鄧璐璐2，劉億1，閔峻英1

（1. 同濟(jì)大學(xué) 機(jī)械與能源工程學(xué)院，上海 201804；2. 泛亞汽車技術(shù)中心有限公司，上海 201206）

研究零部件在成形與碰撞過程中，6016鋁合金在不同應(yīng)力狀態(tài)下的斷裂行為。通過準(zhǔn)靜態(tài)拉伸實(shí)驗(yàn)，獲得了6016鋁合金的基本力學(xué)性能。利用Nakajima成形極限實(shí)驗(yàn)，獲得了6016鋁合金材料的斷裂成形極限曲線。設(shè)計(jì)了7種涵蓋成形及碰撞過程中應(yīng)力狀態(tài)的斷裂極限測(cè)試試樣，采用數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)（DIC）記錄了試樣在變形過程中的全場(chǎng)應(yīng)變。利用實(shí)驗(yàn)-有限元反求方法標(biāo)定了6016鋁合金的GISSMO斷裂準(zhǔn)則的參數(shù)，并用帽形件三點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模型的合理性。相比于傳統(tǒng)斷裂成形極限圖的預(yù)測(cè)結(jié)果，基于GISSMO斷裂準(zhǔn)則的仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)具有更好的一致性。所建立的GISSMO模型可以用于預(yù)測(cè)6016鋁合金在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的斷裂行為。

GISSMO；斷裂極限；6016鋁合金；失效準(zhǔn)則

近些年來，中國(guó)提出在2030年前與2060年前分別實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”與“碳中和”的目標(biāo)。在汽車車身制造中使用汽車輕量化材料是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要途徑，鋁合金因其塑性好、密度小、比強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于車身零部件的制造[1]。隨著汽車零件制造工藝的不斷發(fā)展，材料的斷裂問題在成形過程中變得尤為突出，在碰撞過程中材料的斷裂行為也更加復(fù)雜。斷裂極限作為評(píng)價(jià)板材成形和碰撞性能的重要指標(biāo)，是指導(dǎo)汽車零部件設(shè)計(jì)及優(yōu)化的重要依據(jù)，因此對(duì)材料斷裂極限的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)顯得尤為重要。……