精密成形工程

作者：汪前进, 田小娟, 周灿, 曲振森, Ashiq Iqbal Chowdhury, 赵亚鹏, 闫伟, 娄燕山

单位：1.西安昆仑工业（集团）有限责任公司,西安 710043; <br>2.西安交通大学 机械学院,西安 710049

关键词：各向异性硬化行为,屈服应力,塑性变形行为,屈服函数,数值分析

基金：国家自然科学基金（52075423,U2141214）; 两机专项（Y2022-VII-0007-0049）

目的 准确预测HC590钢板的各向异性硬化行为,重点探究不同加载方向对其屈服应力及塑性变形的影响,并验证Chen-CQN屈服函数在预测硬化行为中的优越性。方法 采用试验与数值分析相结合的方法,首先沿3种不同方向对HC590钢板进行了单轴拉伸试验和胀形试验,获取其硬化行为数据,其次分析了加载方向对材料强度和塑性变形各向异性行为的影响。基于试验数据,采用二分类技术对比了3种屈服函数模型（Chen-CQN、Yld2000-2d和Stoughton-Yoon 2009）在预测HC590钢板硬化行为中的表现,最后通过数值模拟验证了Chen-CQN模型在不同加载方向下的屈服应力预测精度。结果 试验结果表明,加载方向显著影响了HC590钢板的强度和塑性变形行为,表现出明显的各向异性特性。在单轴拉伸和胀形试验中,不同加载方向下的屈服应力和硬化曲线存在显著差异。数值分析结果表明,Chen-CQN模型在预测HC590钢板的硬化行为方面优于其他2个模型。试验硬化试验结果进一步验证了Chen-CQN函数的精确性和灵活性,其预测值与试验值的偏差在2.1%以内,表明该模型能够准确表征HC590钢的屈服面变化。综上,加载方向对HC590钢板强度和塑性变形行为有显著影响,而Chen-CQN屈服函数在预测其硬化行为方面表现出优越性。结论 硬化试验结果进一步证实了Chen-CQN函数的准确性和灵活性。因此,Chen-CQN模型为HC590钢板的工程应用提供了可靠的材料模型,能够显著提高Chen-CQN模型在复杂加载条件下的仿真精度和预测能力。这一研究为各向异性材料的硬化行为建模提供了重要的理论支持和试验依据。

来源：2026年第3期

《精密成形工程》期刊编辑部

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