基于各向异性损伤模型的高硅钢在冷轧过程中的失效分析

【作者】 张继武； 陈章华；

【机构】 北京科技大学；

【摘要】 本文研究0.5mm厚高硅钢板(6.5% wt.si)在冷轧加工过程中的边裂行为。高硅钢由于硅含量较高,导致硬度较高,塑性较差,难于加工成型。因此需要对冷轧板进行热处理从而消除加工硬化,提高塑性。施加高能电脉冲可以有效促进形变组织再结品,消除加工硬化、降低屈服强度,同时提高板带材塑性。本文以连续损伤力学为基础,采用有限元数值模拟技术对高硅钢的冷轧过程中的材料损伤过程进行预测,将各向异性屈服准则与各向异性损伤理论编入用户材料子程序UMAT,嵌入商业有限元软件ABAQUS中模拟得到高硅钢冷轧过程中损伤量的演化规律。同时嵌入晶体模型,在板材的实体单元之间加入了粘接单元来表现裂纹,对轧制过程中的边裂现象进行预测。通过对电脉冲处理的高硅钢冷轧板和没经过热处理的冷轧板两种材料的数值模拟结果表明,电脉冲处理能够抑制高硅钢边部裂纹的生成和扩展。同时,数值模拟结果中高硅钢冷轧过程的预测的断裂与失效结果以及裂纹的扩张和延伸情况与实际冷轧实验的结果一致,验证各向异性损伤理论可以有效的预测冷轧过程中的高硅钢的损伤断裂与失效现象。更多还原