【作 者】張久昌;顧楠;楊華超;莊新村

　　【引 言】

　　隨著新能源汽車的快速發(fā)展，動力電池市場需求旺盛。電池殼作為動力電池的重要組成部分，一般經(jīng)多道次拉深和變薄拉深沖制而成，成形過程中易因材料流動不均發(fā)生起皺、破裂和剪切失效等缺陷。因此，準(zhǔn)確預(yù)測電池殼成形過程中的破裂失效對實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。工業(yè)界通常采用成形極限圖預(yù)測板料沖壓過程中可能出現(xiàn)的失效模式，但傳統(tǒng)成形極限圖基于線性加載路徑建立，對復(fù)雜加載路徑下的韌性斷裂行為預(yù)測精度有限?；趽p傷思想構(gòu)建的韌性斷裂準(zhǔn)則，考慮了成形過程中的應(yīng)力狀態(tài)演變歷史[1]，為板料成形極限的預(yù)測提供了新的途徑。

　　大量研究工作表明，應(yīng)力三軸度刀和羅德參數(shù)L是影響材料韌性斷裂的關(guān)鍵因素，前者決定了靜水壓力對孔洞體積的影響，后者反映了應(yīng)力偏量對孔洞形狀的作用[2]。

　　本文以寶鋼電池殼鋼BDCK為研究對象，開展了缺口拉伸和半球凸模脹形兩組斷裂試驗(yàn)，結(jié)合有限元仿真確定了各組試樣的斷裂應(yīng)變，并提取了應(yīng)力三軸度和羅德參數(shù)演變曲線;采用曲面擬合法對MMC , DF2015和Hu模型的控制參數(shù)進(jìn)行了標(biāo)定;在此基礎(chǔ)上，繪制了寶鋼電池殼鋼BDCK的斷裂曲面和成形極限圖，并加以對比分析;最后，將不同試驗(yàn)組確定的韌性斷裂準(zhǔn)則，用于半球凸模脹形試驗(yàn)及單道次拉深試驗(yàn)的斷裂過程仿真，分析不同模型和參數(shù)標(biāo)定方法的預(yù)測精度，以期為電池殼多道次拉深和變薄拉深提供可靠的失效預(yù)測手段。

　　【結(jié) 論】

　?。?）采用試驗(yàn)與仿真混合求解方法，確定了電池殼鋼大應(yīng)變下的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系，討論了半球凸模脹形和缺口拉伸兩組試驗(yàn)標(biāo)定韌性斷裂準(zhǔn)則控制參數(shù)的差異，并用DF2015模型正向預(yù)測了半球凸模脹形試驗(yàn)各試樣及單道次拉深試樣的斷裂情況。得出:電池殼鋼BDCK的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系可用Ludwik和VV兩種流動應(yīng)力模型的加權(quán)組合來描述。

　　（2）半球凸模脹形試驗(yàn)確定的斷裂應(yīng)變高于缺口拉伸試驗(yàn);基于9種半球凸模脹形試驗(yàn)試樣和7種缺口拉伸試驗(yàn)，利用曲面擬合法標(biāo)定的DF2015模型和Hu模型，相比MMC模型的標(biāo)定質(zhì)量更好。

　　（3）對于同一韌性斷裂準(zhǔn)則，半球凸模脹形試驗(yàn)標(biāo)定的斷裂模型對半球凸模脹形試驗(yàn)各試樣及單道次拉深試樣的斷裂預(yù)測精度更高，更逼近BDCK材料的成形極限。

　　以下是正文：