[發明專利]一種建立相變誘發塑性鋼板成形極限圖的實驗方法

無效

• 申請號: 200910012256.3
• 申請日: 2009-06-26
• 公開（公告）號: CN101598720A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發明（設計）人: 丁樺;唐正友
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G01N33/20
• 分類號: G01N33/20
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司
• 代理人: 李在川

技術領域

本發明涉及鋼板成形極限圖的建立方法，特別涉及一種建立相變誘發塑性鋼板成形極限圖的實驗方法。

背景技術

TRIP(Transformation?Induced?Plasticity)鋼又稱相變誘發塑性鋼，是近幾年發展起來的一種高強度高塑性鋼。用作汽車鋼板可以減輕車重，降低油耗，同時有較強的能量吸收能力，能夠抵御撞擊時的塑性變形，顯著提高汽車的安全等級，具有明顯的優越性。板料成形是金屬成形的一個重要組成部分，它在航空航天、汽車、輕工及家電等制造業中有著非常廣泛的應用。在采用板料成形方法進行加工時，材料的破壞形式主要有兩種，即拉應力為主導(縮頸直至斷裂)時的拉伸失穩和壓應力為主導(起皺)時的壓縮失穩。對于后者，可以通過采用諸如加大壓邊力和增設拉延筋的方法來消除或減輕，但是這些措施卻使前一種破壞形式(拉伸失穩)出現的危險性增加。在板料成形過程中，人們迫切需要知道板料能夠承受的成形極限及在成形過程中發生破壞的時間和位置，以便采取措施加以避免。板料成形中的基本實驗只能對板料的成形性能做出定性綜合的一般評價，模擬實驗又只能對少數典型工序，在較為單純的條件下進行，故所得結果很難對復雜零件的成形性能做出確切的判斷，也不能很好地處理生產中遇到的具體問題。而成形極限圖(forming?limit?diagram，FLD)的出現為人們研究板料成形極限以及評價板料成形性能提供了基礎，是解決板料沖壓問題的一個有效的工具，能成功預測板料失效，有效評價其成形性能。但現有實驗方法很難對TRIP鋼板能夠承受的成形極限、在成形過程中發生破壞的位置和成形性能進行判斷。

發明內容

針對以上技術問題，本發明提供一種建立相變誘發塑性鋼板成形極限圖的實驗方法，通過標準試驗裝置、制備不同尺寸試件和改變潤滑條件來建立相變誘發塑性鋼板成形極限圖的實驗方法，達到能成功預測相變誘發塑性鋼板料失效，有效評價其成形性能。

本發明的實驗方法按以下步驟進行：

1、將相變誘發塑性鋼板制備成板料成形實驗試樣。試樣分為寬條試樣和窄條試樣，寬條試樣為矩形，窄條試樣的中部寬度小于兩端寬度成啞鈴形狀。

2、用有機溶劑將試樣表面清洗干凈，采用電腐蝕法在試樣單面印制網格，網格形式為等直徑的相切圓。

3、采用半球形凸模脹形法，通過成形試驗設備對試樣進行實驗，將試樣放在凸模上，試樣和凸模之間放置潤滑物質，然后將試樣和凸模放在成形試驗設備的沖頭上，試樣的網格面背向沖頭，利用成形試驗設備產生的壓邊力壓緊試樣材料的邊部，試樣中部通過凸模作用力產生脹形變形，其表面上的網格圓發生畸變，當試樣的某個局部產生頸縮或者開裂時，停止實驗。

上述潤滑物質為聚乙烯薄膜、膠皮墊或潤滑油。

4、采用攝像設備對臨界區域拍攝，獲得至少兩個二維影像圖，然后采用應變測量系統將二維影像圖處理成三維立體圖像。其中頸縮區或者緊靠開裂區的未破裂的網格圓為臨界網格圓；具有臨界網格圓的區域為臨界區域。

5、測量三維立體圖像中臨界網格圓的長軸直徑和短軸直徑，然后根據以下公式計算工程主應變和工程次應變：

e₁＝(d₁-d₀)/d₀×100(％)?????(1)

e₂＝(d₂-d₀)/d₀×100(％)?????(2)

式中e₁為工程主應變，e₂為工程次應變，d₁為臨界網格圓長軸直徑，d₂為臨界網格圓短軸直徑，d₀為網格圓初始直徑。

以工程主應變e₁為縱坐標，工程次應變e₂為橫坐標，建立應變坐標系，將每個試樣的應變值合成在一個圖上，即建立了該相變誘發塑性鋼板的成形極限圖。

本發明的實驗方法通過采用標準實驗裝置進行實驗，能夠對各種潤滑條件下相變誘發塑性鋼板的成形極限、在成形過程中發生破壞的位置和成形性能進行判斷。

附圖說明

圖1為本發明實施例中的寬條試樣照片圖。

圖2為本發明實施例中的窄條試樣照片圖。

圖3為本發明實施例中的TRIP鋼板成形實驗后的試樣各種尺寸試樣的系列變形照片圖。

圖4為本發明實施例中的TRIP鋼板成形實驗后的試樣的裂紋形態圖。