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高強(qiáng)度鋼成形極限圖的應(yīng)變率效應(yīng)分析

過去的幾十年里，先進(jìn)的高強(qiáng)度鋼（AHSS）提供著顯著的高組合強(qiáng)度和良好的延展性，被越來(lái)越多地應(yīng)用于汽車工業(yè)以提升汽車的安全性能和燃油效率，并降低有害氣體的排放。這種新材料廣泛應(yīng)用面臨的一個(gè)巨大挑戰(zhàn)是和傳統(tǒng)的“軟”鋼相比，其成形性相對(duì)較低，可以通過有限元仿真和模具設(shè)計(jì)來(lái)準(zhǔn)確描述材料的成形行為。成形極限圖（FLD）是科勒于19世紀(jì)60年代發(fā)明的，現(xiàn)在作為汽車工業(yè)評(píng)價(jià)成形性的工具而得到廣泛應(yīng)用。數(shù)字圖像相關(guān)測(cè)量法（DIC）是一種利用非接觸式光學(xué)來(lái)測(cè)量塑性變形的方法，往往和FLD結(jié)合在一起來(lái)觀察材料的應(yīng)變率效應(yīng)。本文利用FLD方法對(duì)3種傳統(tǒng)鋼（低合金高強(qiáng)度鋼、烘烤硬化鋼和IF鋼）分別是進(jìn)行應(yīng)變率效應(yīng)的分析。結(jié)果表明，在工業(yè)沖壓沖床速度下，高強(qiáng)度鋼的應(yīng)變速率是較低的，而在本文進(jìn)行的試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)各種鋼材應(yīng)變率效應(yīng)的測(cè)量值會(huì)受到?jīng)_床沖壓速度的影響，建議在標(biāo)準(zhǔn)的Nakazima測(cè)試條件或者其它成形性能試驗(yàn)，比如在Marciniak測(cè)試這一類標(biāo)準(zhǔn)化試驗(yàn)流程下進(jìn)行應(yīng)變率效應(yīng)的測(cè)試，可以得到較為理想的結(jié)果。經(jīng)過大量標(biāo)準(zhǔn)條件下的試驗(yàn)并利用高強(qiáng)度鋼FLD的結(jié)果表明，較高的應(yīng)變率會(huì)顯著提高材料的屈服應(yīng)力；加載速率越高，屈服應(yīng)力值也越高。

Rendong Liu. SAE 2014-01-0993.

編譯：張?zhí)K鐵