聚碳酸酯板材本構(gòu)方程建立的實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬研究.pdf

1、聚碳酸酯（polycarbonate，簡稱PC）是一種綜合性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料。目前，聚碳酸酯制品在電子電器、建筑材料、機(jī)械零部件及家庭用品等領(lǐng)域都有著廣泛地應(yīng)用，并不斷地?cái)U(kuò)展到航空航天領(lǐng)域。伴隨汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，安全性及輕量化已經(jīng)成為現(xiàn)代汽車制造業(yè)追求的主要目標(biāo)之一，聚碳酸酯以其良好的透光性、耐候性、柔韌性，較高的沖擊強(qiáng)度及較小的比重等綜合性能成為汽車玻璃首選的替代品，而傳統(tǒng)的注塑、擠出等加工方法對(duì)加工此類大尺寸復(fù)雜形面PC汽車

2、玻璃制件顯得無能為力，因此采用熱成形的方法加工此類大尺寸復(fù)雜形面PC汽車玻璃制件。有限元仿真技術(shù)以其高效低成本等優(yōu)勢廣泛應(yīng)用于板料成形領(lǐng)域，而在有限元仿真的過程中，材料本構(gòu)模型對(duì)計(jì)算結(jié)果的可靠性會(huì)產(chǎn)生巨大的影響。因此，建立描述聚碳酸酯高、中、低溫力學(xué)性能的本構(gòu)方程，并將其應(yīng)用到大尺寸復(fù)雜形面聚碳酸酯透明件的數(shù)值模擬中意義重大。
　　本文首先進(jìn)行了不同應(yīng)變率和不同溫度組合下聚碳酸酯的高、中、低溫拉伸實(shí)驗(yàn)，研究了溫度及應(yīng)變率對(duì)其力學(xué)性

3、能的影響規(guī)律。在此基礎(chǔ)之上，根據(jù)拉伸實(shí)驗(yàn)結(jié)果建立了描述聚碳酸酯高、中、低溫力學(xué)性能的KDSGZ唯象型本構(gòu)模型。
　　根據(jù)聚碳酸酯KDSGZ本構(gòu)模型，利用ABAQUS二次開發(fā)功能，選擇恰當(dāng)?shù)膽?yīng)力更新算法，編寫出了KDSGZ模型的ABAQUS用戶材料子程序，并通過單元模型的拉伸數(shù)值模擬對(duì)該子程序進(jìn)行了驗(yàn)證，建立了數(shù)值模擬用的KDSGZ本構(gòu)模型。
　　利用建立的數(shù)值模擬用KDSGZ本構(gòu)模型對(duì)聚碳酸酯的拉伸實(shí)驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值模擬，進(jìn)行了數(shù)

4、值模擬的真應(yīng)力-應(yīng)變曲線和拉伸實(shí)驗(yàn)獲得的真應(yīng)力-應(yīng)變曲線的比較，兩者吻合地比較好。在此基礎(chǔ)之上，對(duì)聚碳酸酯拉伸試件進(jìn)行了光彈實(shí)驗(yàn)，比較了光彈實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的應(yīng)力分布狀況和拉伸數(shù)值模擬獲得的應(yīng)力分布狀況，進(jìn)一步驗(yàn)證數(shù)值模擬用KDSGZ本構(gòu)模型的正確性。
　　采用相同溫度、不同應(yīng)變速率彈塑性本構(gòu)模型以及數(shù)值模擬用KDSGZ本構(gòu)模型模型對(duì)PC汽車玻璃進(jìn)行熱態(tài)氣壓脹形的數(shù)值模擬，通過數(shù)值模擬用KDSGZ本構(gòu)模型在實(shí)際產(chǎn)品熱成形數(shù)值仿真中的應(yīng)用來