SS-V:5080 刚性冲压塑性

测试编号:VNL09 求出具有完全塑性和各向同性的大型块体硬化材料在冲头施压时的反作用力。

定义

将 2D 平面应变冲头压在较大的有限尺寸块体上。假定冲头为刚性,假定冲头与块体之间的接触条件为无摩擦滑动(直线 BC)。对冲头施加垂直向下位移 D (图 1)。沿直线 ABL 假定对称条件,沿直线 LK 施加滑动条件。
1.


尺寸:AB = 40 mm, BC = 80 mm, BL = 160 mm, LK = 200 mm

材料属性为:
属性
弹性模量
1.e+3 MPa
泊松比
0.3
使用了两种塑性模型:
  • 屈服应力为 1 MPa 的理想弹塑性
  • 切线模量为 0.1e+3 MPa 的各向同性硬化

结果

用两个厚度为 10 mm 的 3D 实体板模拟刚性冲头和底座的几何体 (图 2a).平面应变条件假定垂直于板侧的应变为零。为了满足这个条件,在板的两侧施加了零法向位移 (图 2b)。
2.


按规定的冲头位移分为六个步骤。下表包含每 1 mm 板厚度的冲头处的反作用力的值。
SimSolid反作用力,N 参考反作用力,N
D, mm 完美塑性 硬化 完美塑性 硬化
0.04 29.70 29.68 30 30
0.12 91.03 92.7 86 87
0.14 103.3 107.25 99 100
0.16 105.6 112.3 109 113
0.18 106.7 116.5 110 114
0.24 -109.4 126.36 111 125

1 Test PL-7 from NAFEMS Publication R0049, “Background to Material Non-Linear Benchmarks(材料非线性基准背景)”.