量纲分析法建立镀层金属薄板加工成形的失效机制图

成形极限图(Forming Limit Diagram，FLD)在金属板料的加工成形，特别是板料深冲成形方面，已经得到广泛应用。但是针对镀层金属薄板材料的加工成形，由于存在几何非线性、材料非线性和边界非线性问题，FLD在刻画这种材料的失效模式时遇到了很大挑战。本项目拟通过有限元数值模拟和冲压实验研究镀层金属薄板材料塑性加工工艺参数的失效机制。首先用Π定理，对镀层金属薄板冲压过程中所涉及的工艺参数进行量纲分析，并建立无量纲函数关系式。然后通过有限元计算确定无量纲函数的具体表达式，从而建立起镀层金属薄板冲压过程的失效机制图，并对失效机制图进行冲压实验研究。.本项目旨在提出一种基于量纲分析建立失效机制图的方法，从而为预测镀层金属薄板加工成形过程中的失效模式提供有效途径。该方法对镀层金属薄板材料精密塑性加工的理论与实验研究具有一定的指导作用。

镀层金属薄板材料在加工成形过程中，由于包含了大位移和大变形的几何非线性，弹塑性变形的材料非线性以及接触和摩擦等引起的边界非线性等多重非线性问题，导致在冲压成形过程中出现起皱、断裂和镀层剥落等问题。非线性问题造成镀层金属薄板冲压成形过程的变形机理复杂化，失效的模式多样化，使得传统的依赖单一的FLD的方法不能够对其失效行为进行宏观的、全方位的把握，必须另辟蹊径，探究解决这一问题的根本方法。. 本项目通过有限元数值模拟和冲压实验研究镀层金属薄板材料塑性加工工艺参数的失效机制。首先用Π定理，对镀层金属薄板冲压过程中所涉及的工艺参数进行了量纲分析，并建立了无量纲函数关系式。然后通过有限元计算确定了无量纲函数的具体表达式，从而建立起镀层金属薄板冲压过程的失效机制图，并对失效机制图进行了冲压实验研究。本项目提出了一种基于量纲分析建立失效机制图的方法，从而为预测镀层金属薄板加工成形过程中的失效模式提供了有效途径。该方法对镀层金属薄板材料精密塑性加工的理论与实验研究具有一定的指导作用。