金属薄板面内压剪变形的损伤断裂行为

钱凌云^1,2，马腾云^1,2，安鹏^1,2，纪婉婷^1,2，孙朝阳^1,2

1. 北京科技大学机械工程学院2. 金属轻量化成形制造北京市重点实验室

摘 要：相变诱导塑性钢（TRansformation induced plasticity, TRIP）作为常用的先进高强钢在汽车等交通工具的轻量化方面有广泛的应用前景.而对于其复杂零件的成形过程,韧性断裂是不可忽视的问题之一.本文针对现有实验装置不易诱发薄板承受面内压剪时断裂失效,从而无法研究板料负应力三轴度区间断裂行为的问题,以高强钢TRIP800薄板为研究对象,设计了可在单向试验机完成压剪实验的试样和夹具.通过调整夹具旋转角度和试样装夹位置可以实现同一种试样在广泛的负应力三轴度范围内进行压剪断裂分析.基于ABAQUS/Explicit平台建立了三个典型加载方向20°、30°和45°对应的压剪过程有限元模型,分析表明:三种情况的试样局部变形区域的应力三轴度都小于0且断裂点的应力三轴度低至-0.485,验证了设计的装置可实现负应力三轴度区间的断裂失效分析,同时基于MMC断裂准则分析了不同应力状态的初始损伤情况及损伤扩展路径.

关键词：TRIP800;面内压剪;应力三轴度;应力状态;损伤演变;