基于损伤力学的横轧中心材料损伤机理及损伤准则研究

横轧类成形工艺的一个致命弱点为成形产品的中心材料容易受到损伤，轻微时表现为材料疏松，即中心材料的微观微裂纹，严重时，表现为材料的宏观开裂，形成孔腔。目前，关于横轧类工艺中心材料的疏松和开裂问题，已成为制约该工艺推广应用的一个核心问题。本项目研究根据损伤力学理论，结合横轧工艺（楔横轧和柔性辊轧）轧件中心受力状态特点，分析轧件中心材料损伤发生发展的机理，建立符合轧件宏观损伤特点的损伤动态演化方程，采用有限元方法计算分析损伤演化规律，从而深入认识横轧工艺中心材料损伤机制；建立横轧工艺中心材料损伤判据，测定常用金属材料横轧时的极限损伤值，得到损伤与轧制工艺参数间的关系和避免宏观裂纹产生的最佳工艺参数范围，从而为工艺和模具设计提供理论指导。项目完成后，可形成较为完整的横轧工艺材料损伤的基础理论，推动横轧工艺在生产中发挥更大作用，同时也为其他体积成形工艺中损伤的研究提供参考和借鉴。