On the inverse identification of Lankford coefficients using geometrical changes under quasi-biaxial loading
On the inverse identification of Lankford coefficients using geometrical changes under quasi-biaxial loading
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准双轴载荷下利用几何变化逆辨识兰克福德系数
DOI：
10.1007/s12289-019-01498-z
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发表时间：
2019
影响因子：
2.4
通讯作者：
Merklein
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Graser;Lenzen;Merklein
有限元模拟已成为各领域工艺和产品设计的重要工具，特别是在汽车工业中。在新汽车的早期概念阶段的成形工艺计算允许虚拟适应，这可以显著降低产品开发后期阶段的成本。因此，材料行为的精确表征和建模是必要的，以确保稳健和可靠的数值工艺设计。许多材料的机械性能在很大程度上受到生产过程中轧制或挤出方向的影响。这需要在不同加载方向上表征材料。然而，根据半成品的尺寸方面，样本的制造可能具有挑战性，甚至是不可能的。因此，在本研究中，提出了一种创新的、间接的方法来识别横向Lankford系数。基于层压试验的数值和实验数据，通过对所得试件轮廓的逆模型来确定Lankford系数。由于层压测试的特点，它甚至可以用于横向尺寸较小的半成品，如挤压型材。所提出的方法是一方面验证了传统的单轴拉伸试验铝以及钢坯料材料。另一方面，它被用来确定Lankford系数的铝挤压空心型材和反识别的材料模型进行了验证，通过比较实验和数值方管弯曲试验的应变分布。
Finite element simulation has become an important tool of process and production design in various fields, especially in the automotive industry. The calculation of forming processes in the early concept phase of new cars allows virtual adaptions, which can reduce costs of later phases in the product development significantly. Therefore, the precise characterization and modelling of the material behavior is necessary to ensure a robust and reliable numerical process design. The mechanical properties of numerous materials are highly influenced by the rolling or extrusion direction in the production process. This necessitates the characterization of materials in different loading directions. However, depending on the dimensional aspects of the semi-finished product, the manufacturing of specimens can be challenging or even impossible. Thus, in this investigation, an innovative, indirect approach for the identification of the Lankford coefficient in transversal direction is presented. Based on numerical and experimental data of layer compression tests the Lankford coefficient is determined by inverse modelling of the resulting specimen contour. Due to the characteristics of the layer compression test, it can even be used for semi-finished products with small transversal dimensions like extruded profiles. The presented methodology is on the one hand verified by conventional uniaxial tensile tests for aluminum as well as steel blank material. On the other hand it is used to determine Lankford coefficients for an aluminum extrusion hollow profile and the inversely identified material model is validated by comparison of strain distributions of experimental and numerical square tube bending tests.
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