5083铝合金GTN损伤参数求解与成形极限预测

GTN(Gurson-Tvergaard-Needleman)损伤模型被广泛用于预测金属的韧性断裂，但损伤参数多且求解困难，限制了其实际应用。以5083铝合金为研究对象，通过扫描电镜观察不同变形阶段拉伸试样的孔洞体积占比确定GTN损伤参数的取值范围；借助中心复合实验设计方法构造拉伸曲线关键变量与GTN损伤参数的响应曲面模型，应用NSGA-II遗传算法优化铝合金板料的损伤参数；将优化后的GTN损伤参数应用于有限元分析中，利用数值模拟方法预测5083铝合金的成形极限图(FLD)，并通过Nakazima试验测得铝合金板料的FLD，与数值模拟结果进行对比分析。研究结果表明：GTN损伤模型预测的FLD与实验结果的相对误差在10%以内，且拉压变形区域的预测精度高于双拉变形区域的预测精度。