金屬薄板面內壓剪變形的損傷斷裂行為

錢凌云，馬騰云，安 鵬，紀婉婷，孫朝陽

1) 北京科技大學機械工程學院，北京 100083 2) 金屬輕量化成形制造北京市重點實驗室，北京 100083

?通信作者，E-mail：qianly@ustb.edu.cn

汽車交通行業近年來對降低能耗和提高安全性能的需求日益增強，汽車輕量化成為研究熱點，其中高強鋼作為輕量化材料得到廣泛關注. TRIP 鋼作為高強鋼兼具較高的強度和韌性，可以在不影響使用性能的前提下減輕構件壁厚，適用于復雜構件的輕量化制造[1-2]. 然而，在成形復雜構件時，高強鋼板料在變形過程中會承受復雜的應力狀態，且它比普通用鋼更易發生斷裂[3-5]. 金屬板料在承受面內拉伸或者剪切變形時易發生斷裂，目前已有較多的研究針對此正應力三軸度區間的斷裂行為進行深入分析[6-8]，并且大多數的斷裂準則也只限于這一區間準確的斷裂預測[9-11]. 金屬薄板在承受面內壓剪載荷時易出現起皺和彎曲失穩等問題，誘發斷裂失效存在一定的難度[12]，因此對于此負應力三軸度區間的斷裂失效分析仍研究較少.

目前對于金屬壓縮應力狀態的斷裂失效研究多數仍采用塊體狀試樣為主. Lou 等[13]設計了不同長寬比的矩形塊壓縮試樣來進行壓縮實驗，包含了平面應變壓縮試樣和單向壓縮試樣，實驗結果表明，發生韌性斷裂的應力三軸度的截止值小于-1/3. Kubík 等[14]設計了具有球形凹口的圓柱形試樣進行壓縮實驗，實驗結果表明在壓縮過程中裂紋萌生軌跡上可達到低于-1/3 的平均應力三軸度. 板材壓縮……