2023年成形极限图FLD或FLC实验报告.docx

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1、金属薄板成形极限曲线（F1C）测定试验汇报测试人：审核人：日期：北京航空航天大学板料成形研究中心QQ:1引言中国XXXX与北京航空航天大学就XXX项目”进行“金属薄板成形极限曲线（F1C）测定试验”专题技术服务合作。北京航空航天大学板料成形中心参考GB/T15825-金属薄板成形性能与试验方法标准和试验方法，对XXX提供XX种板料进行成形极限曲线（F1C）试验测定,最终为XXX提供该项目板料成形性性能对应试验数据图表。2测试材料表1.1测试材料规格参数表材料规格（厚度mm）强度等级（抗拉MPa）热处理状态备注3测试试验设备与模具此次成形极限试验设备采取北航自主研发板材成形性能试验机一一BCS-

2、30D（图1）。停机采取载荷下降法方法控制。图1BCS-30D通用板材成形性能试验机4.5成形极限图（F1D）4.5.1 试验原理：在试验室条件下测定成形极限图时，采取刚性凸模对试样进行胀形方法，必需时可辅以拉伸试验和液压胀形试验。在采取刚性模胀形试验方法时，将一侧表面制有网格圆试样放置于模具与压边圈之间，利用压边力压紧拉深筋以外试样材料，试样中部在凸模作用下产生变形并形成凸包（见图1）,其表面上网格圆发生变形，当凸包上某个局部产生颈缩或者破裂时停止试验，测量颈缩区或者破裂区周围网格圆长轴与短轴尺寸，由此计算金属薄板许可局部表面极限应变量（2）或（6|、2）o对取得数据点不理想试验件（关键是等

3、双拉区），可采取液压胀形方法，参见4.3刚模胀形和液压胀形。在成形极限试验过程当中，关键经过两种方法取得不一样应变路径下表面极限应变量。第一个方法是经过改变试样与凸模接触面之间润滑条件，关键用来测定成形极限图右侧部分（双拉变形区，即10.220或者1O.220）。若在试样与凸模之间加以更理想润滑介质，可较为方便取得靠近于等双拉（I=2或者6I=62）区域表面极限应变量，通常不一样润滑条件选择越多，试验确定数据点越能反应成形极限曲线。第二种方法是采取不一样宽度试样，关键用来测定成形极限图左侧部分（拉压变形区，即10.2Wo或者610、620）。假如试样宽度选择适宜，能够取得靠近于单向拉伸应变状态

4、（1=-2*2或者61=-2*2）和平面应变状态（2=0或者2=0）下表面极限应变量。4.5.2试验试样制备依据试验装置特点和试验原理，为了预防窄条矩形试样在拉深筋处开裂，此次试验试样确定为中部稍窄、两端稍宽阶梯形状，其尺寸如图3（单位mm）所表示，a=20,40;b=60,80;c=100,120,140,160;其中180mm宽度试件为180mm*180mm方板，无需加工。试样在线切割机上进行制备，每种尺寸样件制备3个试样。180180图1F1D试件及几何尺寸根据图3加工完成以后试样，进行表面清理，去除油污和表面脏物，打磨毛刺、圆角等，然后进行网格印制。网格采取电腐蚀方法印制其含有清楚度高

5、、不易磨损等优点，所以此次试验中利用金属电腐蚀仪在F1D试件表面上用腐蚀法制成直径为2.5mm圆形网格,印制完后试件图如图4所表示。网格制备完成以后清理板材表面脏物，确定板材表面干燥,预防氧化、腐蚀等破坏。图2印制网格后试样4.5.3试验基础过程在试样制备工作完成以后，利用BSC-30D设备进行刚性凸模胀形试验。试验过程中对凸模表面和试样（无网格一侧）表面进行润滑，试验过程通常采取国家标准要求润滑剂进行润滑。依据本试验室现有条件，采取黄油+薄膜（O.04mm）作为润滑剂。预先将润滑剂涂抹（放置）于凸模表面，试件放置时需将试样无网格一侧表面与凸模相对，且试件放置需要对称于凸模中心，润滑剂与试件放

6、置正确后方可进行试验。试验过程中，预先采取压边力将板材压住（预防材料流动）。另要求出现下述任意情况，试验无效，需反复试验。A:试样颈缩或者破裂发生在凹模口周围B:使用不一样宽度试样时，试样侧边发生撕裂C：试样在拉深筋周围破裂D:选不出合理临界网格圆经过以上基础步骤，选出每个规格合理试验件进行应变测量。又为了使板材应变更靠近于其真实应变，本组次试验等双拉区点采取液压胀形方法取得。4.5.4成形极限图（F1D）测定在完成胀形试验基础之上，需要进行测量和计算薄板表面极限应变量。需要测量和计算变形圆称之为临界网格圆，从工程应用见解出发，临界网格圆选择关键根据以下几点参考：A:将位于颈缩区、不过未破裂网

7、格圆作为临界网格圆B:将紧靠缩颈或者破裂网格圆作为临界网格圆C:将与缩颈或破裂横贯其中之网格圆相邻网格圆作为临界网格圆选择网格临界圆时，为了确保试验结果一致性，需要确保使用同一个临界网格圆选择方法进行选择，这么才能使得计算和标绘成形极限图有可靠性。试样表面上印制网格圆在胀形试验以后关键发生变形有三种方法（见图7）,初始圆并将d1、d2近似视为试样表直径记为d,畸变后网格圆长轴记为d1、短轴记为d2,面内一点上两个主应变方向。此次试验网格变形测量过程在北航GMASystem网格应变自动测试系统(如图7)上进行。该系统测量误差在02%以内，完全满足测量精度要求。测试过程当中，首先选择合理变形区域，

8、然后经过相机进行两个方位摄影，在GMASyStem网格应变自动测试系统进行图像识别，取得变形后试件网格尺寸，依据公式1、公式2计算应变量，取得不一样尺寸、不一样润滑条件下试件变形，将所测量数据点投影于2-1坐标系中即可取得板材成形极限图。图4GMASystym网格应变测试分析系统4.5.5成形极限图(F1D)测试结果根据图3测试方法，利用图4测试工具，取得板料应变数据见附表，再经过专业绘图软件对数据进行处理，得到板料F1e曲线。876CiCi0.us丁ocrE0.2-n4minor-strainI,II,I*II,IiI,I-0.4-0.3-0.2-0.10.00.10.20.30.4样图XXX应变数据表major-strainminor-strainmajor-strainminor-strainmajor-strainminor-strain