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本文结合拉丝失效两个主要方面,从理论分析和数值建模角度对拉丝失效的研究进展进行了全面的阐述。拉丝形变是一个多重物理过程,随着研究的深入,金属塑性加工领域的分析理论越来越成熟,其中蕴含的各种现象也逐一为人们所关注。拉丝问题中存在的应变不均质性、残余应力的影响、粘塑性大应变和温度的软化效应等复杂现象开始引起关注,这也为如何建立拉丝形变的合理模型提出了新的挑战。
本着对生产工艺不断完善和成品质量更优的不懈追求,钢丝拉拔问题的研究还将得到人们持久的关注。当前的研究已经有相当成熟的理论和应用成果,但综合性和相关性较差。从物理学角度看,钢丝拉拔涉及到变温、摩擦、各向异性、粘塑性等特征,这些特征彼此间的耦合目前并无综合性研究。从力学范畴看,不管是理想的初始无缺陷还是实际生产的含初始缺陷盘条,劣化过程可视为损伤演化阶段、损伤局部化后的宏观裂纹启裂、扩展、失稳阶段。这两个阶段的研究有着本质的区别,同时又相衔接。目前的研究或侧重损伤理论范畴或侧重断裂理论范畴,未能体现两个阶段既相互衔接又相互独立的特征。笔者在上述研究的基础上,将对拉丝问题展开更系统的研究,大体思路如下:对于Gurson型多孔模型,探索孔洞闭合效应的描述,在Komori研究成果的基础上精细化研究,侧重损伤演化规律和损伤局域化的研究。尝试在不可逆热力学框架下,考虑拉丝的变形不均质、延性,物理上非等温、粘塑性等特征,建立严格意义的损伤模型。连续性研究:按照事物的发展规律,工件的断裂发源于微缺陷,微缺陷演变局部化后形成宏观裂纹,宏观裂纹扩展至最后失稳断裂,为其演化的全过程。工件的初始劣化属于损伤力学范畴,宏观裂纹形成后裂纹扩展直至断裂属于断裂力学范畴,这两个范畴的理论各成体系,应该严格加以区分。产品质量后续研究:成品的品质评价,如扭转性能(偏表面的损伤的影响)和疲劳寿命。