先进高强度钢断裂失效的预测与数值模拟

先进高强度钢(AHSS)是目前最具潜力的汽车轻量化材料，然而其相对较低的延伸率导致的成型或碰撞过程中发生的早期断裂，妨碍了它的广泛应用。汽车和钢铁工业界迫切需要可靠的断裂预测和数值模拟方法，应用于AHSS部件成型和碰撞安全性设计中的断裂预测和控制。AHSS板料为各向异性材料，在成型和碰撞过程中的复杂载荷历程和高应变率显著影响了其断裂特性。本项目研究复杂载荷历程和高应变率条件下AHSS板料的各向异性断裂特性和数值模拟方法，建立其各向异性塑性本构模型、宏观断裂准则和相应的用户自定义材料模型子程序，开发高效的壳单元分割算法，应用于基于大规模壳单元的成型和碰撞仿真分析，最终实现AHSS部件成型和碰撞安全性设计中断裂失效的预测和数值模拟。本项目属固体力学、计算力学和材料科学交叉前沿课题，具有理论深度和难度，又可满足汽车和钢铁工业的迫切需要，推动AHSS在汽车轻量化领域的应用，因而具有重要研究价值。