厂，大多数手工工具被模具及机器所取代，劳动生产率得到 了空前的提高，板材成型由一种手工工艺变成了一门工程技 术。 1949年Lonkford等r1提出并测定材料的硬化指数n值 及塑性应变比r值，指出胀形成形能力由n值反映，压延成 形能力由r值反映，使得成形前可顶测板材的成型性，Gen- Samer在1945年提出的用最大最小应变值e,~e,表达成形极 A 9 限的概念于1965年由Keeler2.变成了现实，Swift31、Hill 0 09 ·及Machiniak s)等人相继提出了预测成形极限应变的理 图1公元前2500年前的铜壶 论。板材成形因此部分地走向了由实验与数学力学、金属学 Fig.1 Riveted copper相结合的科学领域。这是板材成型中的第二次技术革命。 bucket,before 2500B.(. 计算机科学的发展，特别是计算机仿真技术的出现已引 起了板材成型的第三次技术革命。这次技术革命开始于70年 代实验成型性分析和实验变形力学分析难以在复杂成型件或新材料上实现的时期，它将 把板材成型推向成为一个材料综合、技术综合和过程综合的科学领域。板材成型迎接这 次技术革命的内容是板材成型计算机辅助工程(CAE)和板材成型柔性制造系统(FMS)。 其核心研究内容是计算机辅助成型性分析和计算机辅助成型工艺优化。 2 计算机辅助成型性分析 2.1本构方程 本构方程包括屈服方程和流动方程，用于为极限应变预测模型和变形过程力学模型 输人必要的材料性能参数。 2.1.1屈服方程 根据H1各向异性塑性理论，板面内各向同性的板材屈服方程为： (1+2r)（0:-02)2+(0,+02)2=2(1+r)0,2 (1) 实验结果证明，当1<r<2时，此方程满足，而当r<1时，则与实验结果不符。为弥补 这-一不足，Hi11又于1979年提出了一个新的屈服方程： (1+2r)l01-0m+|0:+02m=2(1+0)0,m (2) 后来的实验证明，该方程在r>1和r<1时，都与实验结果一致。 2,1.2流动方程 对于LY:2之类的板材，仅考虑应变硬化指数n值彩响的Swift方程3： 0=K(e。+e)n (3) 即可准确地反映材料的流动特性。为了同时考虑应变及应变率的影响，使川过关系式： o=K(e+e)n(i）m (4) 描述材料的流动特性，但这仍不足以描述应变速敏感指数m的影响，Hart的关系式： 47图 公 元 前 年 前的 铜壶 ， 。 二 。 厂 ， 大 多数手 工 工具被模具及 机器所 取代 ， 劳 动生产率得到 了空前的提 高 ， 板材 成型 由一种手工 工艺变成 了一门工程 技 术 。 年 等 『 ‘ ，提 出并测 定材料 的硬 化 指数 值 及 塑性 应 变 比 值 ， 指 出胀 形 成形 能力 由 值 反映 ， 压 延 成 形 能 力 由 值 反映 ， 使得 成 形 前可预 测板材的 成型性 ， 在 年提出的用最大 最小 应变值 表达成形 极 限的概念 于 年 由 “ 一 变成 现 实 ， ” 、 ’ 及 〔 ‘ 等人相继 提 出了预测成形 极限 应 变的理 论 。 板材成形 因此部分地走 向 了由实验 与数学 力学 、 金属学 相结合的科学领 域 。 这 是板材 成型 中的第二 次技术革命 。 计算机科学的发 展 ， 特别是计算机仿真 技术的 出现 已 引 起 了板材成型 的第三次技术革命 。 这 次 技术革命 开始 于 年 代 实 验 成 型性分 析和实 验 变形 力学分 析难以 在复杂成 型件或 新材料 上实 现 的时期 ， 它将 、 把板材成 型推 向成 为一个材料综 合 、 技术综 合和 过程综 合 的科学领域 。 板材成 型迎 接 这 次技术革命 的 内容是板材成型计算机辅助 工程 和 板材成型柔性 制造 系统 。 其核心研究 内容是计算机辅助成型性分 析和计算机辅助 成型 工艺 优化 。 计算机辅助成型性分析 本构 方程 本构 方程 包括 屈 服方程和 流 动方程 ， 川 于 为极 限应 变预测模 型和 变形 过程 力学模型 输人 必要 的 材料 性能参数 。 屈 服方程 根 据 各 向异 性塑性 理论 ， 板 面 内各 向同性 的板材屈 服方程 为 一 二 十 “ 实验结果证 明 ， 当 时 ， 此 方程 满足 ， 而 当 时 ， 则与实验结 果不 符 。 为 弥 补 这一 不 足 ， 又 于 年提 出了一 个新 的屈 服 方程 一 ， “ 后来的实验 证 明 ， 该 方程 在 和 时 ， 都 与实 验结果 一致 。 。 流 动 方程 对 于 之类 的板材 ， 仅 考虑 应 变 硬化指 数 值 影响 的 方程 “ ￡ 。 “ 即可准确 地 反映 材料 的流动 特性 。 为 了同时考虑 应变及 应变率的 影响 ， 使川 过 关 系式 。 。 。 。 ， 。 描述材料 的流动特性 ， 但 这仍不足以描述应变速率 敏感指数 的 影响 ， 的关 系式