Abaqus-之FLD成型极限图详解

        成形极限图，也称为成形极限曲线，用于预测钣金成形过程中的材料行为。该图尝试提供材料冲压测试的图形描述，例如钣金半球冲压试验。FLD成形极限图是在1965年完成的研究项目，其目的是确定在金属板材成形过程中什么会导致局部颈缩和开裂，以及是否可以在实际失效之前预测出开裂。FLD在金属钣金冲压成型领域是不可缺少的工艺数据，为评估材料可成型能力，开发了标准试验ISO 12004测定材料的FLD。试验样品如下图所示，通过几种不同试样冲压试验，获取对应的数据，绘成曲线。

    FLD在Abaqus中作为延性损伤的一种（只能用于Explicit模块），可以直接输入FLD曲线中对应的主应变及次应变，Abaqus将以此数据作为计算材料损伤的参数。FLD损伤初始准则需要以表格形式输入，通过给出主应变和次应变及温度、预定义场变量等，将损伤启动时的主极限应变定义为次级主应变的表格式函数。损伤初始化变量计算公式为：

例如，在图中给定点A的形变状态下，损伤准则可评估为：当次应变值超出指定表格范围时，Abaqus将通过假定曲线端点的斜率保持恒定来对FLC上主极限应变的值进行外推：

        在实验条件下，FLD是在不产生弯曲效应的情况下进行双向拉伸的板材中进行测量的。然而，在弯曲载荷下，大多数材料可以达到比FLC上的极限应变大得多的极限应变。为了避免弯曲形变下早期失效的预测，Abaqus使用元素厚度层的中面处的应变来评估FLD准则。对于有多层的复合壳体，准则在已指定FLD曲线的每一层的中面处进行评估，这确保了仅考虑双向拉伸效应。因此，FLD准则不适用于模拟在弯曲载荷下的破坏；其他破坏模型（如延展和剪切破坏）更适合此类载荷。一旦FLD损伤启动准则被满足，基于该点的局部变形，将在每个材料点独立驱动沿着元素的厚度方向进化损伤。因此，尽管弯曲效应不影响FLD准则的评估，但它们可能会影响损伤演化的速率。