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相比传统板材塑性成形工艺,金属板材渐进成形技术有生产周期短、成本低、易于自动化操作等优点,在产品定制化、多样化及样品试制等领域有显著优势。由于渐进成形工艺“局部加压,逐点成形”的特点,渐进成形过程中板料的成形极限通常比传统板材成形工艺高。但当零件成形角大于板材的最大成形半顶角时,板料厚度减薄加剧,致使零件使用性能得不到满足甚至板料发生破裂。因此,找到适合预测渐进成形破裂情况的方法变得尤其重要。然而,目前国内外常用的预测板材渐进成形断裂缺陷的方法强烈依赖应变路径,且不能实现实时预测。本文基于Oyane韧性断裂准则在传统板材塑性成形破裂预测中的成功应用,将Oyane准则引入金属板材渐进成形工艺中,并对ABAQUS软件进行二次开发,预测DC56D+Z钢板的破裂情况,探讨工艺参数对破裂的影响规律。对此本文主要研究内容及成果如下:①基于拉伸实验的Oyane韧性断裂准则材料参数测定。以厚度为0.8mm的DC56D+Z钢板为研究对象,采用常温单向拉伸实验和平面应变拉伸试验确定了Oyane韧性断裂准则中的材料参数C、C1、材料的本构方程及其他力学性能参数。②韧性断裂准则材料子程序的编写及验证。首先基于ABAQUS平台,编写了含Oyane韧性准则的VUMAT材料子程序,然后通过室温单向拉伸的有限元模拟验证了Oyane模型子程序的正确性,进而基于该子程序建立了渐进成形有限元分析模型,证明了该有限元模型的有效性。③板料渐进成形破裂的临界条件确立。以Oyane准则中的破裂积分I值为破裂判断指标,结合渐进成形实验与有限元分析,用逆向寻找的方法确定破裂积分值I=4为判断板材渐进成形过程中板料是否破裂的临界条件。若计算发现I<4,则可预先判断该加工条件下板料能顺利成形,否则板料会发生破裂。④最大破裂积分I值数值模型及影响因素分析。基于响应面法建立了工艺参数与I积分值间的非线性模型,分析了工艺参数对I值的影响规律,结果表明最大破裂积分I值随成形角α、层间距Δz和工具头直径d的增大而增大,且三个工艺参数的影响作用逐渐减弱;另外,分析了参数交互作用对最大I值的影响,结果表明α&Δz、α&d两种组合的影响较大。此外,通过优化数值模型,确定层间距Δz=0.1mm,工具头直径d=5mm为加工成形角为90°的目标制件的最优参数组合,并结合有限元分析和实验确定了该组参数的优越性。