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成形极限曲线测量-杯突试验
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1、实验仪器

XTFLC杯突实验机(冲压速度60mm/min),如图一所示。

2、实验试件

120X40mm120X60mm120X80mm-A120X80mm-B 120X100mm120X120mm120X140mm120X160mm120X180mm,共九种试件,每种各4个,如图二、三所示。

原试件喷散斑漆后的试件

3、实验方案

该实验采用西安新拓三维光测科技有限公司自主研发的XTFLC板料成形实验系统进行测试。运用数字图像相关法,在试件表面喷涂黑白相间的散斑,通过两个工业相机拍摄变形过程中的系列图像,解算出试件的应变场。然后根据国标,选取试件断裂前的图像,垂直于裂缝方向画35条截线,导出所有截线的最大主应变和最小主应变。将所有数据导入到xjtuflc软件中,即可得到材料的成形极限曲线。

4、实验原理(根据国标GBT 15825.8-1995GBT 24171.1-2009)

  1. 在实验室条件下测定成形极限曲线,通常采用刚性凸模对试样进行胀形的方法,必要时可辅以拉伸实验和液压胀形实验。

  2. 刚性凸模胀形实验时,将一侧表面制有网格的试样置于凹模与压边圈之间,利用压边力压紧拉深筋以外的试样材料,试样中部在凸模力的作用下产生胀形变形并形成凸包,如图,漆表面上的网格园发生畸变,当凸包上某个局部产生缩颈或破裂时,停止实验,测量缩颈去后破裂区附近的网格园长轴和短轴尺寸,由此计算金属板允许的局部表面极限主应变量。

  3. 通过在试样与凸模之间加衬合适厚度的橡胶薄垫,可以方便地获得接近于等双拉应变状态下的表面极限应变量,通常,不同的润滑条件越多,成形极限图余越可靠。

  4. 通过选取不同的试样宽度,可以获得接近单向拉伸应变状态和平面应变状态下的表面极限应变,通常,试样的宽度规格越多,实验确定的成形极限图越可靠。

  5. 试样的制备:推荐使用边长180mm的方形或内接园直径180mm的正多边形或直径180mm的圆形试样,宽度分别为16014012010080604020mm

该实验主要根据上述国标中的测量原理进行,只是将在试样表面印制网格改为用软件划分网格,试样的制备也有少许不同。

刚性凸模胀形实验

5、实验步骤

(1)      制备试件。在试件表面喷涂黑白相间的散斑。

(2)      调试XTFLC板料成形极限测量系统。

(3)      将试件放入到杯突实验机中进行冲压实验,相机同步采集各个变形状态的数据。

(4)      对采集的图像进行处理,得到试件每一个状态的应变场,从而得到屈服时的截线数据。

(5)      将所有的截线数据导入到软件中进行拟合,得到最终的FLC曲线。

6、实验数据

试件应变场

7、数据拟合

截线数据拟合
FLC数据拟合

8、实验结果


9、实验评价

该实验的效果比较理想,大部分试件都在理想的位置冲断,通过数据拟合,能够得到完整的成形极限图。


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