基于GISSMO的中空挤压型材碰撞行为分析

1

作者 王丽红 吕林 《机械强度》 北大核心 2025年第8期66-73,共8页

为了研究轨道车辆车体中空挤压型材受碰撞后的响应特征,引入广义增量应力状态损伤模型(Generalized Incremental Stress State-damage Model,GISSMO)并进行有限元仿真分析。首先,基于车体常用材料6082-T6铝合金的试验结果,分别使用修正... 为了研究轨道车辆车体中空挤压型材受碰撞后的响应特征,引入广义增量应力状态损伤模型(Generalized Incremental Stress State-damage Model,GISSMO)并进行有限元仿真分析。首先,基于车体常用材料6082-T6铝合金的试验结果,分别使用修正的约翰逊-库克(Modified Johnson-Cook,MJC)模型和DF2016模型对其动、静态力学性能和不同应力状态下的断裂行为进行表征;其次,基于LS-OPT软件和人工选优结合的方法,对GISSMO进行参数标定;然后,针对网格尺寸效应,开展了网格尺寸依赖性修正,并通过试验与仿真对比验证了模型和修正的有效性;最后,针对某一车体侧墙中空挤压型材进行碰撞仿真分析,并对比了考虑和不考虑材料损伤与断裂对仿真结果的影响。结果表明,相较于不考虑材料的损伤与断裂,基于GISSMO可以更加准确反映型材受纵向冲击下的响应。 展开更多

关键词 gissmo 网格尺寸效应 中空挤压型材 碰撞行为

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基于GISSMO失效准则的1500 MPa热成形钢断裂失效模型分析 被引量：2

2

作者 夏卿 杨云 张永学 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期207-214,共8页

以CR1000/1500HS为研究对象,基于GISSMO断裂失效准则,设计表征不同失效形式的5种测试试样;基于万能拉伸试验机和DIC测试系统,获取不同试样拉伸过程的力-位移曲线和断裂时刻的极限塑性应变;基于LS-DYNA搭建各失效试样的仿真分析模型,提... 以CR1000/1500HS为研究对象,基于GISSMO断裂失效准则,设计表征不同失效形式的5种测试试样;基于万能拉伸试验机和DIC测试系统,获取不同试样拉伸过程的力-位移曲线和断裂时刻的极限塑性应变;基于LS-DYNA搭建各失效试样的仿真分析模型,提取各试样断裂区域的应力三轴度;拟合获得断裂失效曲线和塑性失稳曲线,迭代获取其他模型参数;采用车门防撞梁动态三点弯曲冲击试验和仿真模型对承载特性进行分析;对比GISSMO失效模型、传统应变失效模型与试验测试的力-位移曲线差异,以验证失效模型的准确性。结果表明:Swift和Hockett-Sherby混合硬化模型可准确描述材料的塑性变形行为,关键参数误差小于5%;GISSMO失效模型获得的车门防撞梁承载特性关键参数和承载力-位移曲线与试验测试结果保持一致,误差低于5%;而采用传统应变失效准则获得的结果误差较大,最大位移的误差达到30%;表明基于GISSMO失效准则的材料模型可以准确表征CR1000/1500HS的塑性变形行为及断裂失效行为。 展开更多

关键词 热成形钢 车门防撞梁 断裂失效模型 gissmo断裂失效准则

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基于GISSMO断裂准则的6016铝合金断裂行为研究 被引量：8

3

作者 孔婕 邓璐璐 +1 位作者 刘亿 闵峻英 《精密成形工程》 北大核心 2022年第4期1-10,共10页

目的研究零部件在成形与碰撞过程中,6016铝合金在不同应力状态下的断裂行为。方法通过准静态拉伸实验,获得了6016铝合金的基本力学性能。利用Nakajima成形极限实验,获得了6016铝合金材料的断裂成形极限曲线。设计了7种涵盖成形及碰撞过... 目的研究零部件在成形与碰撞过程中,6016铝合金在不同应力状态下的断裂行为。方法通过准静态拉伸实验,获得了6016铝合金的基本力学性能。利用Nakajima成形极限实验,获得了6016铝合金材料的断裂成形极限曲线。设计了7种涵盖成形及碰撞过程中应力状态的断裂极限测试试样,采用数字图像相关技术(DIC)记录了试样在变形过程中的全场应变。利用实验-有限元反求方法标定了6016铝合金的GISSMO断裂准则的参数,并用帽形件三点弯曲实验验证了模型的合理性。结果相比于传统断裂成形极限图的预测结果,基于GISSMO断裂准则的仿真结果与实验具有更好的一致性。结论所建立的GISSMO模型可以用于预测6016铝合金在复杂应力状态下的断裂行为。 展开更多

关键词 gissmo 断裂极限 6016铝合金 失效准则

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基于Gissmo失效准则的DP590双相钢和热成形钢的断裂特性研究 被引量：12

4

作者 朱建琳 王超超 王秋月 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期163-172,共10页

首先对车身上常用的DP590双相钢和热成形钢进行了6种不同应力三轴度下的试验研究,获取了材料的基本力学特性。使用Ludwike硬化模型获取了材料颈缩后的真实塑性应力-真实塑性应变曲线,并通过对比颈缩较小的纯剪切工况仿真模拟结果与试验... 首先对车身上常用的DP590双相钢和热成形钢进行了6种不同应力三轴度下的试验研究,获取了材料的基本力学特性。使用Ludwike硬化模型获取了材料颈缩后的真实塑性应力-真实塑性应变曲线,并通过对比颈缩较小的纯剪切工况仿真模拟结果与试验结果验证了外插曲线的正确性。通过仿真逆向优化的方式,使用LS-OPT软件获取了可以描述材料非线性损伤的Gissmo失效模型参数。为快速准确地获取模型参数,提出了一种获取待优化参数初始值并采用不同应力三轴度区间开展模型系数优化的方法。最后,开展了未参与优化的60°拉剪和R 6缺口工况的仿真模拟,仿真结果与试验结果一致,从而验证了模型参数的正确性。 展开更多

关键词 DP590双相钢 热成形钢 断裂模型 gissmo

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基于GISSMO损伤模型的DH590高强钢断裂失效行为研究 被引量：8

5

作者 徐晨阳 张骥超 连昌伟 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期68-74,共7页

以DH590高强钢为研究对象,分别采用Swift硬化模型和修正的幂函数(MPL)硬化模型描述了材料的塑性流动行为,仿真结果显示MPL硬化模型单轴拉伸工况下的载荷-位移曲线与试验吻合更好,表明MPL模型更适合描述DH590高强钢的硬化行为。设计了4... 以DH590高强钢为研究对象,分别采用Swift硬化模型和修正的幂函数(MPL)硬化模型描述了材料的塑性流动行为,仿真结果显示MPL硬化模型单轴拉伸工况下的载荷-位移曲线与试验吻合更好,表明MPL模型更适合描述DH590高强钢的硬化行为。设计了4种不同应力状态的试验,采用数字图像处理技术(DIC)获得了DH590高强钢在不同应力三轴度下的断裂极限应变,通过参数拟合建立了DH590高强钢的修正的Modified Mohr-Coulomb(MMC)断裂极限模型和Jchnson-Cook(JC)断裂极限模型,并利用LS-OPT软件对GISSMO损伤模型进行了参数识别。在R20缺口拉伸试验中,与试验结果相比,GISSMO损伤模型和JC损伤模型预测的断裂位移相对误差分别为0.27%和7.2%,表明GISSMO模型能够较好地预测DH590高强钢的断裂失效行为。 展开更多

关键词 DH590高强钢 材料硬化 MPL 断裂失效 gissmo损伤模型

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基于Gissmo材料失效准则的圆盘剪剪刃应力模拟 被引量：5

6

作者 徐宽 夏明生 +3 位作者 刘靖宝 王朝 王秋雨 任素波 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第9期110-116,共7页

为了研究圆盘剪剪切过程中带钢的失效过程、圆盘剪剪刃受力以及不同因素对上剪刃所受应力的影响,基于有限单元法建立了圆盘剪三维模型,并引入Gissmo材料失效准则分别计算分析了不同侧向间隙、重叠量和上剪刃刃角下的上剪刃所受应力。结... 为了研究圆盘剪剪切过程中带钢的失效过程、圆盘剪剪刃受力以及不同因素对上剪刃所受应力的影响,基于有限单元法建立了圆盘剪三维模型,并引入Gissmo材料失效准则分别计算分析了不同侧向间隙、重叠量和上剪刃刃角下的上剪刃所受应力。结果表明,上剪刃刃角对上剪刃所受应力的影响最为明显,上剪刃所受应力随上剪刃刃角的增大而减小。侧向间隙对上剪刃所受应力存在一定影响,当侧向间隙为0.5 mm时,圆盘剪上剪刃所受应力最小。重叠量对圆盘剪上剪刃所受应力的影响不明显。最后,将仿真结果与实际生产数据对比,发现仿真结果与实际生产整体趋势基本一致。 展开更多

关键词 gissmo 失效准则 圆盘剪 应力

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基于GISSMO的1500MPa级热成形钢断裂行为分析

7

作者 王怀岐 姜子涵 +4 位作者 范吉富 王腾腾 高峰 梁宾 孙岱 《材料科学与工程学报》 2025年第5期822-827,共6页

本研究通过试验和仿真研究了PHS1500材料的断裂行为,设计并开展涵盖多种应力状态和不同应变速率下的力学实验,获取了材料的本构及断裂行为数据。根据实验结果标定了Swift、Hollomon-Ludwik、Voce、Hockett-Sherby、Voce++5种单一硬化模... 本研究通过试验和仿真研究了PHS1500材料的断裂行为,设计并开展涵盖多种应力状态和不同应变速率下的力学实验,获取了材料的本构及断裂行为数据。根据实验结果标定了Swift、Hollomon-Ludwik、Voce、Hockett-Sherby、Voce++5种单一硬化模型,以及Hockett-Sherby+Voce++的混合硬化模型。在此基础上,采用Sigmoid函数构建不同应变速率下的硬化曲线,形成覆盖大应变和高应变速率的材料本构关系。进一步建立了GISSMO断裂失效模型,用于精确描述材料在不同应力状态下的断裂失效行为。 展开更多

关键词 热成形钢 混合硬化模型 gissmo断裂模型

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基于损伤演化模型的钢铝自冲铆接接头强度预测

8

作者 吴迪 翟强强 +3 位作者 安秀哲 张涵寓 刘钊 朱平 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第6期145-154,共10页

提出了一种材料本构与GISSMO损伤模型同步构建方法,从而避免了基于硬化公式获取材料本构的低效率反复迭代过程。首先,对处于不同应力状态的试件进行了单调加载试验,以获取材料基础力学数据。随后,结合试验、仿真和优化的方法,同步获取... 提出了一种材料本构与GISSMO损伤模型同步构建方法,从而避免了基于硬化公式获取材料本构的低效率反复迭代过程。首先,对处于不同应力状态的试件进行了单调加载试验,以获取材料基础力学数据。随后,结合试验、仿真和优化的方法,同步获取了材料的本构曲线及损伤模型参数,并通过在5种不同应力状态下进行的材料级样件的仿真与试验验证了该同步构建方法的有效性。最后,利用该模型对钢铝异种材料的剪切和剥离两种搭接形式的接头进行了模拟。结果表明,采用所提的同步构建方法能够准确模拟这两种接头的失效行为。仿真与试验接头在板材变形情况、失效裂纹萌生位置及裂纹形貌等方面具有良好的一致性,峰值载荷及对应位移的误差均在6%以内。 展开更多

关键词 损伤模型 gissmo损伤模型 自冲铆接 弹塑性本构 应力状态

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6082-T6铝合金焊接接头力学性能及断裂失效预测

9

作者 吕胜 陈踊 +4 位作者 向瀚林 徐从昌 詹腾 胡鹏 李落星 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第7期221-234,共14页

以车身结构常用6082-T6铝合金为研究对象,开展了铝合金T型焊接接头的力学性能及断裂失效行为研究。由于焊接接头微区尺寸小、取样困难,设计了一种等效替代试验,成功获取了焊接接头各微区材料。焊接接头根据力学性能可以分为焊缝区、淬... 以车身结构常用6082-T6铝合金为研究对象,开展了铝合金T型焊接接头的力学性能及断裂失效行为研究。由于焊接接头微区尺寸小、取样困难,设计了一种等效替代试验,成功获取了焊接接头各微区材料。焊接接头根据力学性能可以分为焊缝区、淬火区、严重过时效区、过时效区和母材区。焊缝区抗拉强度为162.02 MPa,仅为母材的46.66%。各微区材料应变硬化特性均有不同,焊缝区硬化指数最高(n=0.20),严重过时效区硬化指数最低(n=0.01)。采用Swift修正本构方程和GISSMO损伤模型对各微区材料力学特性和失效参数进行表征。采用工艺仿真与有限元相结合的方式,构建了T型接头精细化仿真模型,实现了接头力学性能和断裂失效的高精度预测,峰值载荷和断裂位移误差控制在3%以内。 展开更多

关键词 T型接头 等效替代 gissmo损伤模型 失效行为预测

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考虑冲压成形历史的超高强钢零件失效行为研究

10

作者 张骥超 连昌伟 韩非 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第7期26-32,共7页

以QP1180-EL超高强钢为研究对象,通过试验方法完成材料硬化、断裂特性测试,并完成GISSMO损伤模型参数标定;针对防撞梁零件开展冲压全流程仿真分析,根据GISSMO损伤模型完成成形过程损伤累积计算;结合防撞梁零件三点弯曲试验,对比研究了... 以QP1180-EL超高强钢为研究对象,通过试验方法完成材料硬化、断裂特性测试,并完成GISSMO损伤模型参数标定;针对防撞梁零件开展冲压全流程仿真分析,根据GISSMO损伤模型完成成形过程损伤累积计算;结合防撞梁零件三点弯曲试验,对比研究了不考虑冲压成形过程;考虑冲压成形过程厚度减薄及应力、应变且不考虑损伤;考虑冲压成形过程厚度减薄及应力、应变及损伤3种条件下零件结构性能的差异性。结果显示,考虑成形过程中的厚度减薄及应变、应力可以提高结构峰值力预测精度,考虑冲压损伤可以进一步提高结构失效行为预测精度。 展开更多

关键词 超高强钢 冲压成形历史 gissmo 失效

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6082-T6铝合金型材的断裂失效表征

11

作者 刘新良 耿晓勇 +4 位作者 李彦波 吴文珍 李月 王惠 王萍萍 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2025年第5期149-156,共8页

铝合金型材因其轻量化特性,广泛应用于汽车防撞梁等主要传力路径,其失效行为备受关注。本文以6082-T6铝合金为对象,用LS-DYNA中的GISSMO失效模型表征其静态失效行为。通过静态拉伸试验获取材料的弹塑性数据,并利用Swift-Hockett-Sherby... 铝合金型材因其轻量化特性,广泛应用于汽车防撞梁等主要传力路径,其失效行为备受关注。本文以6082-T6铝合金为对象,用LS-DYNA中的GISSMO失效模型表征其静态失效行为。通过静态拉伸试验获取材料的弹塑性数据,并利用Swift-Hockett-Sherby本构模型描述其硬化行为。基于剪切、拉剪、拉伸、中心孔、R20、R5及穿孔7种不同受力状态的试验数据,用LS-OPT软件反求失效应变、失稳曲线、损伤累计指数和应力衰减指数。通过拟合不同应力状态的失效应变,建立了平面应力状态下的MMC失效曲线,完成了GISSMO卡片标定。研究分析了R5试样对比精度较差的原因(厚宽比较大),并探讨了调整横梁内弧面受力状态及失效行为的方法(如调整双拉修正系数)。最后,通过铝合金型材准静态三点弯曲试验验证了该GISSMO材料卡能准确表征其失效行为。 展开更多

关键词 铝合金型材 gissmo模型 失效 受力状态

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复杂应力状态下车用高强钢断裂失效行为表征与应用研究 被引量：15

12

作者 周佳 梁宾 +4 位作者 赵岩 高翔 张志 赵清江 万鑫铭 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期153-163,共11页

以某车用热成形高强钢板材为研究对象,结合DIC技术对剪切、拉伸等5种典型应力状态下试样的断裂性能进行了测试研究。基于试验结果,选取Gissmo断裂失效模型,并采用有限元逆向优化方法标定了该模型的参数。分别应用Gissmo断裂失效模型和... 以某车用热成形高强钢板材为研究对象,结合DIC技术对剪切、拉伸等5种典型应力状态下试样的断裂性能进行了测试研究。基于试验结果,选取Gissmo断裂失效模型,并采用有限元逆向优化方法标定了该模型的参数。分别应用Gissmo断裂失效模型和固定应变断裂模型预测了高强钢B柱在三点静压工况下的断裂失效行为,并对预测结果进行了试验验证。结果表明,在复杂应力状态下,与固定应变断裂模型相比,Gissmo断裂失效模型的预测结果与试验结果均显示在相同位置产生裂纹,载荷-位移曲线吻合程度更高,表明Gissmo断裂失效模型更适合用于预测车用高强钢在复杂应力状态下的断裂失效行为。 展开更多

关键词 高强钢 复杂应力状态 断裂失效 gissmo断裂失效模型 固定应变断裂模型

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301-HT不锈钢断裂模拟及尺寸修正模型

13

作者 卢翀 卫亮 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第3期72-79,共8页

301-HT冷轧奥氏体不锈钢板材是生产地铁车辆的主要材料,对其断裂失效进行准确模拟成为研究地铁车辆碰撞断裂性能的基础。以1 mm厚的301-HT不锈钢板材作为研究对象,设计不同角度缺口试样,并开展断裂试验;结合有限元仿真,获得材料在不同... 301-HT冷轧奥氏体不锈钢板材是生产地铁车辆的主要材料,对其断裂失效进行准确模拟成为研究地铁车辆碰撞断裂性能的基础。以1 mm厚的301-HT不锈钢板材作为研究对象,设计不同角度缺口试样,并开展断裂试验;结合有限元仿真,获得材料在不同应力状态下的失稳应变、断裂应变及应力三轴度;采用基于应力状态增量的损伤断裂模型,对材料的损伤断裂过程进行模拟,并基于试验数据引入断裂应变单元尺寸修正系数,建立301-HT不锈钢的初始损伤断裂修正模型;采用不同尺寸单元的修正模型,模拟301-HT不锈钢断裂前的塑性应变分布。结果表明:301-HT不锈钢板材在应力三轴度(0~0.55)区间内的初始损伤应变和断裂应变均呈单调下降趋势;由于断裂前颈缩导致的应力集中现象,断裂塑性应变随着测量尺寸的减小而增大;基于应力状态增量的损伤断裂模型能够精确地使用壳单元,模拟301-HT不锈钢板材从失稳缩颈到完全断裂的渐进过程。 展开更多

关键词 301-HT不锈钢 断裂模型 有限元 应力状态增量 尺寸修正

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面向汽车碰撞安全的热成形钢断裂失效表征与验证 被引量：21

14

作者 许伟 方刚 +3 位作者 张钧萍 赵清江 万鑫铭 周佳 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期121-128,共8页

以典型22MnB5热成形钢为研究对象,采用混合硬化模型描述材料的应力-应变关系,并设计具有不同应力状态的试样进行拉伸试验,获得材料在不同应力状态下的断裂应变,结合有限元逆向优化方法对Gissmo失效模型进行参数识别,建立基于塑性硬化和... 以典型22MnB5热成形钢为研究对象,采用混合硬化模型描述材料的应力-应变关系,并设计具有不同应力状态的试样进行拉伸试验,获得材料在不同应力状态下的断裂应变,结合有限元逆向优化方法对Gissmo失效模型进行参数识别,建立基于塑性硬化和断裂失效的22MnB5热成形钢材料模型。对热成形钢进行胀形试验及仿真分析,得到的两种载荷-位移曲线一致,峰值载荷相对误差为3.02%;对热成形B柱进行三点静压试验,采用建立的材料模型进行有限元仿真分析,模拟失效位置与试验失效位置一致,两种方式获得的静压试验峰值载荷最大相对误差为3.06%。结果表明建立的材料模型可以准确表征22MnB5热成形钢的塑性变形行为及断裂失效行为。 展开更多

关键词 22MnB5 断裂失效 应变硬化 应力状态 gissmo失效模型

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基于落锤压溃高强双相钢断裂失效模型 被引量：8

15

作者 罗玉梅 王博 李伟 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第9期200-206,共7页

以高强双相钢HC420/DP780D+Z为研究对象,基于动静态拉伸试验,获取材料在高应变速率下的力学性能曲线;基于Swift-Hockett-Sherby混合模型,获取材料的本构模型。基于GISSMO断裂失效准则,设计5种断裂失效试样,获取力-位移曲线;采用模型仿... 以高强双相钢HC420/DP780D+Z为研究对象,基于动静态拉伸试验,获取材料在高应变速率下的力学性能曲线;基于Swift-Hockett-Sherby混合模型,获取材料的本构模型。基于GISSMO断裂失效准则,设计5种断裂失效试样,获取力-位移曲线;采用模型仿真与试验对标拟合的方式获取不同失效状态下的应力三轴度和极限塑性应变等关键参数,拟合获得材料的断裂失效模型曲线。基于帽形薄壁梁落锤压溃试验,采用试验和仿真对比分析的方法对比GISSMO断裂失效模型、传统失效参数设置等的差异,用以验证所建立断裂失效模型的准确性。结果表明,双相钢材料HC420/DP780D+Z具有一定的应变速率敏感性;材料的极限塑性应变受应力三轴度的影响较大;采用GISSMO断裂失效模型获得的落锤压溃仿真分析结果与试验结果一致性较高,最终变形压溃量的相对误差小于3%,高于传统分析方法;同时,承载和吸能的仿真与试验结果也基本一致;模型很好地反映了材料的真实性能,表明所采用的GISSMO失效模型是可靠的。 展开更多

关键词 高强双相钢 断裂失效 落锤压溃 gissmo模型 碰撞

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