塑性成形中金属一般发生延性断裂情况

塑性成形中金属一般发生延性断裂。延性断裂的过程一般经过如下阶段：首先由于塑性变形在晶界、第二相颗粒与基体的界面等位置产生微孔洞的形核，微孔洞在应力和/或塑性应变的驱动下长大，最后发生微孔洞的聚合而形成宏观裂纹。由于对这个过程的认识还不够深入和全面，因此在采用计算模拟方法预测塑性成形中的破裂现象时，一般是采用基于塑性变形能量密度、最大拉伸应力和主应变等计算结果的经验性准则。这类准则没有考虑实际的断裂发展过程，因此准确性不高，而且一个准则仅适合于某一种特定的变形方式，没有普适性。通过计算机模拟和工艺试验相对照的方法，A. Venugopal Rao等[2]对10种体积成形问题工程分析中常用的破裂准则进了比较，对它们的准确性和敏感性（即对不同变形方式计算误差的离散度）进行了评价，他们的结果表明，其中没有一种准则是足够准确和普遍适用的。因此，一般而言目前对于塑性成形中工件破裂的预测还只能用于比较不同的加工条件，从中找出较有利的工况，而不能对具体工艺条件下工件是否发生破裂给出判别性的结论。这成为用虚拟塑性成形取代耗费极大的工艺试验所面临的极大障碍。 

与回复和再结晶演化过程模拟有关的模型也存在类似的现象。考虑到材料的塑性行为对其微观、细观结构的敏感性，以及实际材料通常具有的非均匀性，建立针对各种特定材料和成形工艺的以及具有普适性的塑性成形中材料组织性能演化规律，仍然是一项需要多学科协作进行的长期的研究课题，也是当前的一个研究热点。实际上，许多锻压产品不仅有尺寸精度的要求，也有严格的组织性能要求。因此这方面的研究对于成形模拟技术的工程应用将具有十分深刻的影响。 

此外，为了提高模拟计算的效率和应用范围，发展了一些特别的模拟方法。Y. Q. Guo等[3]对板料成形的逆算法进行改进，将一步法改进为多步法，在保持逆算法的高效率的同时，能求出成形过程的若干中间状态，以便考虑工件中各质点的应变路径，使得与应变路径有关的损伤演化规律通过积分后能用于近似的逆算法有限元模拟中，预测工件的破裂。为了克服有限元模拟中由于网格畸变造成的困难，无网格法受到越来越多的重视。分析计算表明：无网格法能有效地用于求解挤压、锻造等大塑性变形问题，得到与有限元法一致的结果，而无需重分网格。对于精冲等涉及裂纹扩展的问题，无网格由于法能够方便地实现节点的局部加密，也有很大的应用潜力。

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