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一種金屬板料多道次漸進成形極限成形性能測試方法
【專利摘要】一種金屬板料多道次漸進成形極限成形性能測試方法，在多塊板料上分別印制好圓形網格，在三維造型程序中構建多個成形道次的幾何模型，使一塊板料被夾持在漸進成形機上的支撐板和壓板之間，通過工具頭對板料至少進行一次中間道次漸進變形，通過工具頭對板料進行最終道次漸進變形，使板料出現破裂，量取板料上破裂位置的網格尺寸，依據網格原始尺寸以及變形后橢圓網格的長軸尺寸、短軸尺寸來計算應變，在程序中選取不同的中間道次漸進變形的次數或不同的中間道次漸進變形后的截面形狀，至少再重復第三、四、五、六步一次，將所有破裂位置的應變數據匯總，繪制FLD圖。本發明得到的破裂成形極限圖可以為多道次漸進成形的破裂預測提供依據。
【專利說明】一種金屬板料多道次漸進成形極限成形性能測試方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于金屬板料成形【技術領域】，尤其涉及一種多道次漸進成形的極限成形性能的測試方法。
【背景技術】
[0002]金屬板料漸進成形技術一種適用于單件、小批量鈑金產品的柔性制造技術。該技術借助“分層制造”的思想，采用一成形工具頭在數控系統的控制下做等高線運動，將板料逐層成形。該成形方法省去了高昂的模具制造費用，使鈑金產品的生產實現了數字化和定制化。
[0003]極限成形性能是漸進成形領域重要的研究方向。金屬板料在漸進成形中的成形性能要遠高于普通沖壓。例如，相關研究表明，板料在常溫漸進成形中的最大延伸率可超過300%。在以往的研究成果中，通常用最大成形極限角和破裂成形極限圖(FLD)來表征漸進成形的極限成形性能。但對于所有相關研究僅限于單道次漸進成形，至今為止并沒有關于多道次漸進成形極限成形性能的測試方法。在單道次漸進成形中，絕大部分的變形區域發生的是純剪切變形(只有在一些極端工況下會出現第二主應變方向的變形)，因此最大成形極限角可以很直觀的反應出材料發生塑性變形的能力。但在多道次漸進成形中，板料變形過程較為復雜，在第二主應變方向存在較為明顯的變形，因此無法使用成形極限角來表征極限成形性能，只能通過破裂成形極限圖來表征。
[0004]GB/T15825.8-2008規定了金屬薄板成形極限圖(FLD)的實驗室測定方法，其通過采用剛性凸模對金屬薄板進行脹形的方法測定成形極限圖。顯然這種方法無法測定金屬板料漸進成形狀態下的成形極限圖。
[0005]103324779A的文獻公開了一種板料漸進成形極限圖的測定方法，是一種基于“直槽試驗法”的改進方法，其精度較差。而且，漸進成形是一種分層制造方法，成形軌跡為等高線，雖然該文獻名稱上表述為板料漸進成形極限圖的測定方法，實際上并不是一種采用分層制造技術的漸進成形的板料的測定方法。該方案也僅適用于單道次漸進成形，不適用于多道次漸進成形。

【發明內容】

[0006]本發明的目的是提供一種簡單易行且適用于金屬板料多道次漸進成形的極限成形性能測試方法，為預測破裂提供基本依據。
[0007]本發明為實現上述目的，采用如下技術方案:
一種金屬板料多道次漸進成形極限成形性能測試方法，
第一步:在多塊板料上分別印制好圓形網格，
第二步:在三維造型程序中構建多個成形道次的幾何模型，
第三步:使一塊板料被夾持在漸進成形機上的支撐板和壓板之間，
第四步:通過工具頭對板料至少進行一次中間道次漸進變形，第五步:通過工具頭對板料進行最終道次漸進變形，使板料出現破裂，
第六步:量取板料上破裂位置的網格尺寸，依據網格原始尺寸4以及變形后橢圓網格的長軸尺寸之、短軸尺寸毛來計算應變9、F2，其計算方法為:
【權利要求】
1.一種金屬板料多道次漸進成形極限成形性能測試方法， 第一步:在多塊板料(4)上分別印制好圓形網格， 第二步:在三維造型程序中構建多個成形道次的幾何模型， 第三步:使一塊板料(4)被夾持在漸進成形機上的支撐板(2)和壓板(3)之間， 其特征在于: 第四步:通過工具頭(5)對板料(4)至少進行一次中間道次漸進變形， 第五步:通過工具頭(5)對板料(4)進行最終道次漸進變形，使板料(4)出現破裂， 第六步:量取板料(4)上破裂位置的網格尺寸，依據網格原始尺寸A以及變形后橢圓網格的長軸尺寸4、短軸尺寸4來計算應變Q、Q，其計算方法為:
Ei1 = h — ； ε2 = In , aOdO 第七步:在程序中選取不同的中間道次漸進變形的次數或不同的中間道次漸進變形后的截面形狀，至少再重復第三、四、五、六步一次， 第八步:將所有破裂位置的應變數據匯總，繪制FLD圖。
2.根據權利要求1所述的測試方法，其特征在于:經過中間道次漸進變形后板料(4)的截面形狀為倒梯形。
3.根據權利要求2所述的測試方法，其特征在于:倒梯形的底角β< SOti。
4.根據權利要求3所述的測試方法，其特征在于:倒梯形的底角S為1(^、200 ,30 °,40 0、50 0、60。或者 70 0。
5.根據權利要求1所述的測試方法，其特征在于:最終道次漸進變形后板料(4)的截面形狀為倒梯形，90D。
【文檔編號】G01N3/28GK103940681SQ201410110144
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月24日 優先權日:2014年3月24日
【發明者】史曉帆, 査光成, 吳夢陵, 孔凡新 申請人:南京工程學院