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有限元方法和计算机辅助仿真分析软件(CAE)广泛应用于汽车研发领域,有助于缩短研发周期和节约研发资金。涉及材料大变形的汽车碰撞安全仿真分析和金属板料成形过程的仿真需要定义材料在大应变处对应的流动曲线,即真应力-应变曲线。材料的应力应变曲线通常使用单向拉伸实验获得,而在实验过程中常用的普通接触式引伸计法无法准确给出材料在大变形阶段的真应力应变曲线。本篇研究内容主要展示了一种逆向识别方法,联合有限元仿真和普通拉伸实验获取金属板料在大变形阶段的流动曲线。主要研究内容包括以下几个方面:(1)钢板是汽车车身常用的金属材料。随着汽车轻量化技术的推广,高强钢和铝合金材料在汽车制造中的使用量越来越大。本文选择低碳钢Q195、铝合金AL6061和高强钢HSLA350三种典型板料作为研究对象。首先按照国标设计并加工标准试样。使用引伸计初步得到三种材料试件的拉伸力-伸长量曲线。经过数据处理后得到工程应力-应变曲线、真应力-应变曲线和真应力-塑性应变曲线。考虑到板料各向异性的影响,沿轧制方向、横向和45°方向截取试件并在拉伸过程中测量厚向异性系数。(2)仿真软件采用的是有良好非线性仿真性能的通用有限元仿真软件ABAQUS(?)。仿真过程中构建了合适的有限元模型,能正确仿真分散性失稳期间的各向异性塑性变形。在验证阶段尝试比较了多种单元尺寸和ABAQUS中包含的单元类型。最终确定的拉伸试件有限元仿真模型包括合理的结构模型、考虑各向异性屈服的材料模型、兼顾仿真精度和效率的单元参数和为了与实验力-伸长量曲线作比较而对应设置的输出项。(3)结合实验与仿真,给出一种逆向识别方法。以实验力-伸长量曲线为标杆,不断外推修正流动曲线直至仿真力-伸长量曲线收敛到实验力-伸长量曲线。最终得出三种板料直至集中性失稳前的全流动曲线。(4)在得出材料完整的直至颈缩阶段的流动应力曲线后,建立多个不同的硬化函数描述该曲线,并比较拟合结果,发现一种改进的Hockett-Sherby函数效果最好并展示了其结果。此外,结合Q195拉伸试件的仿真结果,简要分析了试件在颈缩阶段的应力三轴性行为。