График пределов формования - Forming limit diagram
Диаграмма предельного деформирование , также известное как формирующий предельный кривые , используются в листовом металле , образующий для прогнозирования поведения формования листового металла. На схеме предпринята попытка предоставить графическое описание испытаний на разрушение материала, таких как испытание с пробитым куполом.
Чтобы определить, не вышла ли из строя данная область, выполняется механическое испытание. Механическое испытание выполняется путем нанесения круглой метки на заготовку до деформации, а затем измерения эллипса после деформации, который образуется в результате воздействия на этот круг. Путем повторения механического испытания для создания ряда напряженных состояний диаграмма пределов формуемости может быть построена в виде линии, на которой начинается разрушение (см. Также формуемость ).
Описание
Полуоси эллипса, образованные в этом круге, позволяют измерять относительную деформацию в двух основных направлениях, известных как большое и меньшее направления, которые соответствуют большой и малой полуосям эллипса. В предположении деформации, не зависящей от траектории, относительные деформации достигнут критического значения, при котором возникают деформации. Путем повторных измерений форму кривой можно получить экспериментально. В качестве альтернативы диаграмма предела формуемости может быть сгенерирована путем отображения формы критерия отказа в область предела формуемости. Как бы то ни было, полученная диаграмма дает инструмент для определения того, приведет ли данный процесс холодной штамповки к отказу или нет. Такая информация имеет решающее значение при разработке процессов формовки и, следовательно, является фундаментальной для разработки процессов формовки листового металла. За счет создания диаграмм предельных значений формования для ряда сплавов инженер-технолог может согласовать процесс формования и поведение сплава во время проектирования металлообработки.
Современное определение
Благодаря наличию и использованию оптической системы измерения деформации в сочетании с цифровой обработкой данных, формирование предельных кривых может быть получено более автоматическим и производительным способом по сравнению с классическим способом, описанным выше. Эта процедура стандартизирована и содержится в документе ISO (12004).
Чтобы получить полную кривую предела деформации, образцы различной геометрии вытягивают пуансоном (например, диаметром 100 мм) до разрушения. Трение практически нулевое за счет использования сложной трибосистемы с фольгой и смазкой между листом и инструментом. При использовании оптической системы измерения деформации траектории пространственной деформации оцениваются непосредственно перед выходом из строя испытательного образца. Используя метод интерполяции для изменения деформации между сильно деформированной и шейной областью - пределы этой области вычисляются путем изменения знака второй производной распределения деформации - получают значения основной и малой деформации. Используя усредненное значение для нескольких оценок поперечного сечения и 3 испытательных образцов для одной и той же геометрии, определяют пару деформаций (одна точка на диаграмме пределов формования) в качестве предела формования.
Некоторые авторы признают, что природа разрушения и формуемости по своей сути недетерминирована, так как большие вариации могут наблюдаться даже в рамках одной экспериментальной кампании. Поэтому были введены концепции формирования предельных полос и формирования предельных карт.
Параметры влияния
Кривые предела деформации (FLC) для четырех марок стали показаны на прилагаемом рисунке. Все кривые ограничения деформации имеют практически одинаковую форму. Минимум кривой существует на пересечении с главной осью деформации или близко, таким образом, к пределу формирования плоской деформации. С помощью определения начала локального образования шейки (например, мембранная сила достигает экстремального значения) и допущения закона упрочнения в соответствии с Холломоном (σ = K ε n ) можно показать, что соответствующий теоретический предел образования плоской деформации идентичен с коэффициент деформационного упрочнения , n. Нет эффекта толщины. Принимая во внимание чувствительность материала к скорости деформации , которая очевидна для стали, наряду с толщиной листа, можно объяснить тот факт, что практические пределы формования, полученные с использованием описанного выше метода, лежат значительно выше теоретических пределов формования. Таким образом, основными параметрами влияния на пределы формования являются показатель деформационного упрочнения n, начальная толщина листа t 0 и коэффициент скоростного упрочнения m. Коэффициент Ланкфорда r, который определяет пластическую анизотропию материала, оказывает два влияния на кривую предела деформации. С левой стороны нет никакого влияния, за исключением того, что кривая расширяется до больших значений, с правой стороны увеличение значений r уменьшает пределы формования.
МК метод
Широко используется метод расчета СЖК, введенный Марчиньяком в 1967 году. Он предполагает наличие наклонной полосы в исследуемой плоской части листа с меньшей толщиной, что указывает на несовершенство. С помощью этой модели предельные деформации можно рассчитать численно. Преимущество этого метода заключается в том, что можно использовать любую модель материала, а также получить ограничения для непропорционального формования. Однако есть один недостаток. Расчетные пределы формования чувствительны к величине дефекта. С учетом модели материала, чувствительного к скорости деформации, можно получить реалистичные пределы формования, которые лежат выше теоретических предельных деформаций. В основном с помощью этого метода расчета кривые пределов плавности формования создаются для материалов, для которых существует только одно экспериментальное значение. Хороший обзор современного состояния методов расчета FLC дан в материалах конференции, проведенной в Цюрихе в 2006 г., и конференции Numisheet в 2008 г.
Использование FLC
В течение многих лет кривые пределов деформации использовались для оценки формуемости листового материала. Они были применены на этапе проектирования инструментов с использованием метода конечных элементов в качестве инструмента моделирования, который широко используется в производственной среде.
Смотрите также
- Анализ круговой сетки
- Международная исследовательская группа по глубокой вытяжке (IDDRG)