Особенности выбора модели пластичности металла деформируемой заготовки при численном исследовании процесса гидродинамической штамповки

Abstract

Достоверность результатов численного исследования процесса гидродинамической штамповки во многом определяется правильным выбором модели пластичности металла деформируемой заготовки. Наибольшее распространение в качестве моделей пластичности получили определяющие уравнения, позволяющие моделировать пластическое состояние металла в широком диапазоне пластических деформаций, скоростей деформаций и температур. Проведен анализ широко используемых в литературе при моделировании импульсных процессов обработки металлов давлением определяющих уравнений. Показана обоснованность выбора уравнения Джонсона-Кука, которое получило большое распространение благодаря своей простоте и способности удовлетворительного описания кривой пластического течения металла в широком диапазоне изменения основных физических параметров при деформировании, а также наличию в библиотеках материалов практически всех пакетов численного анализа. Проведено численное исследование процесса свободной растяжки трубчатой алюминиевой заготовки с использованием определяющего уравнения Джонсона-Кука. Выполнено сравнение результатов моделирования с экспериментальными значениями, которое подтвердило хорошую сходимость численных и экспериментальных результатов.

Достовірність результатів чисельного дослідження процесу гідродинамічного штампування багато в чому визначається правильним вибором моделі пластичності металу заготовки, що деформується. Найбільшого поширення як моделі пластичності набули визначальні рівняння, що дозволяють моделювати пластичний стан металу в широкому діапазоні пластичних деформацій, швидкостей деформацій та температур. Проведено аналіз широко використовуються у літературі при моделюванні імпульсних процесів обробки металів тиском визначальних рівнянь. Показано обґрунтованість вибору рівняння Джонсона-Кука, яке набуло великого поширення завдяки своїй простоті та здатності задовільного опису кривої пластичного перебігу металу у широкому діапазоні зміни основних фізичних параметрів при деформуванні, а також наявності в бібліотеках матеріалів практично всіх пакетів чисельного аналізу. Проведено чисельне дослідження процесу вільної розтяжки трубчастої алюмінієвої заготовки з використанням визначального рівняння Джонсона-Кука. Виконано порівняння результатів моделювання з експериментальними значеннями, що підтвердило хорошу збіжність чисельних та експериментальних результатів.