解析Poly6-I屈服準則對3104-H19鋁合金拉深制耳預測的研究

胡啟，陳軍

解析Poly6-I屈服準則對3104-H19鋁合金拉深制耳預測的研究

胡啟*，陳軍

（上海交通大學 塑性成形技術與裝備研究院，上海 200030）

研究解析Poly6-I屈服準則預測具有高各向異性的3104-H19鋁合金本構關系的能力，并將其應用于有限元仿真分析中，以實現對3104-H19鋁合金拉深制耳的精確預測。分析解析Poly6-I屈服準則的表達形式，減少計算參數所需的試驗個數，并與經典的Yld2004-18p屈服準則進行對比，驗證它對高各向異性力學性能預測的能力，將其嵌入到有限元軟件中進行杯型件拉深制耳模擬，驗證模型的精確性和有效性。對于高各向異性材料，解析Poly6-I屈服準則所使用的試驗個數可以減少到11，它預測的3104-H19鋁合金屈服軌跡的各向異性系數曲線和單向拉伸曲線與Yld2004-18p屈服準則預測的結果基本相同，杯型件拉深有限元模擬結果與試驗結果基本一致。與Yld2004-18p屈服準則相比，考慮高各向異性特性的解析Poly6-I屈服準則所使用的試驗數據更少，且無須使用優化軟件求取參數，更為方便。解析Poly6-I屈服準則能精確地預測3104-H19鋁合金材料在杯型件拉深試驗中的制耳個數及杯型件杯壁的成形高度。

屈服準則；解析；拉深；數值仿真；制耳

在碳中和大背景下，輕量化是節能減排的一種重要手段。鋁合金作為一種有效的輕量化材料，其密度僅為鋼鐵材料密度的1/3。鋁合金材料具有質量輕、價格便宜、耐腐蝕等特點，被廣泛用于汽車行業和航空航天領域。在汽車領域，相關研究表明，在不降低各零部件性能的前提下，采用鋁合金替代傳統鋼鐵材料大約可以減重30%[1-5]。……