Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Формуемость - это способность данной металлической заготовки претерпевать пластическую деформацию без повреждений. Однако способность металлических материалов к пластической деформации в определенной степени ограничена, и в этот момент материал может разорваться или сломаться (сломаться).

Процессы, на которые влияет формуемость материала, включают прокатку , экструзию , ковку , профилирование , штамповку и гидроформование .

Деформация перелома [ править ]

Общим параметром, который указывает на формуемость и пластичность материала, является деформация разрушения, которая определяется испытанием на одноосное растяжение (см. Также вязкость разрушения ). Деформация, идентифицированная этим испытанием, определяется удлинением по отношению к эталонной длине. Например, длина 80 мм (3,1 дюйма) используется для стандартизированного одноосного испытания плоских образцов в соответствии с EN 10002.. Важно отметить, что деформация однородна вплоть до равномерного удлинения. Впоследствии деформация локализуется до тех пор, пока не произойдет перелом. Деформация разрушения не является инженерной деформацией, поскольку распределение деформации неоднородно в пределах эталонной длины. Тем не менее деформация разрушения является приблизительным показателем формуемости материала. Типичные значения деформации разрушения: 7% для сверхвысокопрочного материала и более 50% для низкоуглеродистой стали.

Пределы формования для формования листов [ править ]

Один из основных видов отказа вызван разрывом материала. Это типично для формования листов. [1] [2] [3] Шея может появиться на определенном этапе формирования. Это признак локальной пластической деформации.. В то время как более или менее однородная деформация имеет место в последующем месте шейки и вокруг него на ранней стабильной стадии деформации, почти вся деформация сосредоточена в зоне шейки во время квазистабильной и нестабильной фазы деформации. Это приводит к поломке материала, проявляющейся в разрыве. Кривые предела деформации отображают крайнюю, но все же возможную деформацию, которой листовой материал может подвергнуться на любой стадии процесса штамповки. Эти пределы зависят от режима деформации и соотношения поверхностных деформаций. Основная деформация поверхности имеет минимальное значение, когда происходит деформация плоской деформации, что означает, что соответствующая незначительная деформация поверхности равна нулю. Пределы формования - это особое свойство материала.Типичные значения плоской деформации колеблются от 10% для высокопрочных марок и от 50% или выше для материалов средней прочности и материалов с очень хорошей формуемостью.Диаграммы пределов формования часто используются для графического или математического представления формуемости. Многие авторы признают, что природа разрушения и, следовательно, диаграммы пределов образования по своей сути недетерминированы, поскольку даже в рамках одной экспериментальной кампании могут наблюдаться большие вариации. [4]

Возможность глубокой прорисовки [ править ]

Классическая форма формования листов - это глубокая вытяжка , которая выполняется путем вытягивания листа с помощью штампа, нажимающего на внутреннюю область листа, тогда как боковой материал, удерживаемый держателем для заготовки, может быть вытянут к центру. Было замечено, что материалы с выдающейся способностью к глубокой вытяжке ведут себя анизотропно (см .: анизотропия ). Пластическая деформация в поверхности выражена гораздо сильнее, чем в толщине. Коэффициент Ланкфорда (r) представляет собой специфическое свойство материала, показывающее соотношение между деформацией по ширине и деформацией по толщине при испытании на одноосное растяжение. Материалы с очень хорошей глубокой вытяжкой есть гзначение 2 или ниже. Положительный аспект формуемости по отношению к кривой предела формования ( диаграмма предела формования ) виден в путях деформации материала, которые сосредоточены в крайнем левом углу диаграммы, где пределы формования становятся очень большими.

Пластичность [ править ]

Другой вид разрушения, который может возникнуть без разрыва, - это вязкое разрушение после пластической деформации ( пластичность ). Это может произойти в результате деформации изгиба или сдвига (в плоскости или по толщине). Механизм разрушения может быть вызван зарождением и расширением пустот на микроскопическом уровне. Микротрещины и последующие макротрещины могут появиться, когда деформация материала между пустотами превысила предел. В последние годы обширные исследования были сосредоточены на понимании и моделировании вязкого разрушения. Подход заключался в том, чтобы определить пределы пластической деформации с помощью различных мелкомасштабных испытаний, которые показывают разные коэффициенты деформации или трехосные напряжения. [5][6] Эффективной мерой этого типа предела деформации является минимальный радиус при профилировании (половина толщины листа для материалов с хорошей формуемостью и в три раза больше толщины листа для материалов с низкой формуемостью).

Использование параметров формуемости [ править ]

Знание формуемости материала очень важно при планировании и проектировании любого промышленного процесса формования. Моделирование с использованием метода конечных элементов и использование критериев формуемость , таких как формирование предельная кривая ( являющаяся диаграммой предельного деформирования ) усиления и, в некоторых случаях, необходимы для определенных процессов проектирования инструмента (смотрите также: Обработка листового металла моделирования и обработки листового металла анализ ).

IDDRG [ править ]

Одной из основных задач Международной исследовательской группы по глубокой вытяжке ( IDDRG , с 1957 г.) является исследование, обмен и распространение знаний и опыта в отношении формуемости листовых материалов.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Пирс, Р .: «Формовка листового металла», Адам Хильгер, 1991, ISBN  0-7503-0101-5 .
  2. ^ Койстинен, Д.П .; Ван, Н.-М. ред .: «Механика формовки листового металла - анализ поведения материала и деформации», Plenum Press, 1978, ISBN 0-306-40068-5 . 
  3. ^ Marciniak, Z .; Дункан, Дж .: «Механика формования листового металла», Эдвард Арнольд, 1992, ISBN 0-340-56405-9 . 
  4. ^ Strano, M .; Колозимо, Б.М. (30 апреля 2006 г.). «Логистический регрессионный анализ для экспериментального определения построения предельных диаграмм». Международный журнал станков и производства . 46 (6): 673–682. DOI : 10.1016 / j.ijmachtools.2005.07.005 .
  5. ^ Hooputra, H .; Gese, H .; Dell, H .; Вернер, Х .: «Комплексная модель отказа для моделирования ударопрочности алюминиевых профилей», IJ Crash 2004 Vol 9, No. 5, pp. 449–463.
  6. ^ Wierzbicki, T .; Bao, Y .; Lee, Y.-W .; Бай, Ю.: «Калибровка и оценка семи моделей трещин», Int. J. Mech. Sci., Vol. 47, 719–743, 2005.