(金属板材不同变形方式下冲压成形极限减薄率测试及评价方
金属结构材料冲击性能参数测试与评估
金属结构材料冲击性能参数测试与评估金属结构材料的冲击性能是评估其在受到冲击载荷下的抗破坏能力的重要指标。
通过测试和评估冲击性能参数，可以科学地设计和选择金属材料，以满足不同工程应用的需求。
本文将介绍金属结构材料冲击性能参数的测试方法与评估方法，为工程师和科研人员提供参考。
一、冲击性能参数的测试方法1. 冲击试验机冲击试验机是测试金属结构材料冲击性能的常用工具。
通过对材料施加冲击载荷，可以测量材料在冲击载荷下的位移、应力和变形等参数。
冲击试验机通常具有高精度的测量系统和可调节的冲击能量，可以模拟不同冲击条件下的实际工作环境。
2. 冲击试验样品制备在进行冲击试验之前，需要制备符合规范要求的试样。
通常，试样要具有代表性，并且能够保证测试结果的可靠性和准确性。
试样的形状和尺寸应根据具体要求进行设计，并进行加工和处理，以确保其与实际工程中的使用条件相似。
3. 冲击试验方法冲击试验方法可以根据具体需要选择。
常见的冲击试验方法包括冲击弯曲试验、冲击拉伸试验和冲击压缩试验等。
每种试验方法都有其特定的应用范围和测试指标。
在进行冲击试验时，需要合理设计试验方案，并确保测试过程中的可重复性和可比性。
4. 冲击性能参数的测量与记录在冲击试验过程中，需要实时测量和记录冲击性能相关的参数。
这些参数通常包括试样的位移、应变、变形和断裂能力等。
通过测量和记录这些参数，可以评估金属结构材料在冲击载荷下的受力状态和破坏机制，为后续的数据分析和评估提供依据。
二、冲击性能参数的评估方法1. 冲击强度评估冲击强度是评估金属结构材料在冲击载荷下抗破坏能力的重要指标。
通过测量冲击试验中试样的吸收能量和最大负荷等参数，可以评估材料的冲击强度。
冲击强度越高，说明材料具有更好的抗冲击破坏能力。
2. 断裂韧性评估断裂韧性是评估金属结构材料在冲击载荷下的抗断裂能力的重要指标。
通过测量冲击试验中试样的裂纹扩展行为和断裂韧性参数，可以评估材料的断裂韧性。
钢板冲压成型减薄率判定标准
钢板冲压成型减薄率判定标准
钢板冲压成型减薄率判定标准
一、目的
本文档的目的是规定冲压加工制品减薄率判定的标准，以确保制品质量符合要求。
二、适用范围
本文档适用于冲压加工制品的减薄率判定。
三、组成
本文档包括以下两个部分：
1、判定减薄率的标准
2、减薄率的检测方法
四、判定减薄率的标准
1、一般要求
（1）冲压成型减薄率的规定：
A.一般厚度≥3mm的板材，减薄率应≤8%，最大不得超过10%；
B.一般厚度＜3mm的板材，减薄率不得超过12%；
（2）对于要求更高的产品，应做特殊协议规定。
2、特殊要求
（1）圆角强度机型的相关冲压模具要求：冲压加工减薄率不得超过7%；
（2）热处理要求：减薄率的改变满足：厚度不超过2.5mm的板材，冲压加工减薄率不得超过7%。
五、检测方法
1、冲压减薄率的检测方法：
（1）确定检测部位的位置；
（2）应用测厚仪/超声波测厚仪(选择适当的测量方法)；
（3）确定减薄率：减薄率=（原板厚-冲压厚）/ 原板厚×100 2、建议：
（1）根据加工工艺的不同，应分别设置检测点和检测部位；
（2）检测结果要及时报告给生产部门；
（3）对于减薄率超过规定范围的产品，应该及时采取措施纠正；
（4）减薄率的检测应符合冲压工艺文件中的要求。
金属薄板弯曲性能与试验方法
◆ 弯曲性能 ( Bendability ) 弯曲成形时，金属薄板抵抗变形区外层
拉应力引起破裂的能力。
金属薄板弯曲性能试验方法
直接试验 又称工艺试验，分为实际成形试验和模拟成形
试验。
间接试验 指通过测定各种与成形性能相关的金属薄板性
能试验或金属学试验等。最常用的间接试验是单向 拉伸。金属学主要用来测定金属薄板的硬度、表面 粗糙度、结晶方位、晶粒度和化学成份及组织结构 等。
性能对相对弯曲半径（r/t）的影响。 • 碳钢板组：根据实验数据和结果分析影响弯曲件成形的工艺要素；
分析板厚和弯曲角度对相对弯曲半径（r/t）的影响，若采用本实 验使用的折弯机，当板厚3mm时，为何不推荐V=16mm的槽进行弯 曲？试分析原因。 • 完成思考题（1）。 • 写出实验体会（自选）。
上模装有精度补偿机构，以保证较高的折弯精度。
结构简述
机身 机身采用焊接结构制成。 滑块及下程调节 滑块由整块钢板制成，左右油缸安置在滑块两端的空腔内并与活塞连杆
连接在一起，油缸固定在机身上，通过液压驱动使活塞杆带动滑块运 动。为保证滑块在下死点的精度定位，在左右油缸内设有机械挡块机 构，通过机器右端手轮可调节挡块位置，并有计数器显示。 同步机构 滑块在运行中的同步，采用机械强迫同步机构，滑块两端有连杆与一扭 轴相连，又扭轴强迫同步，结构简单、稳定可靠，具有一定的同步精 度，并有偏心套用来调整滑块与工作台面间的平行度。
回弹的抑制
板料的纤维方向
• 冲压所用的板材多为冷轧板材，由于经过多次轧 制，板材具有方向性，平行于纤维方向(轧制方向) 的塑性指标大于垂直于纤维方向的指标。因此当 弯曲件的折弯线与板料纤维方向相垂直时，rmin/t 的数值最小；如果折弯线与板料纤维方向平行， rmin/t的数值最大。在弯制r/t较小的弯曲件时，板 料的排样应使折弯线尽可能垂直于板料的纤维方 向，当r/t较大时，折弯线的布置主要是考虑材料 利用率的大小。如果在同一零件上具有不同方向 的弯曲要求，那么在考虑弯曲件排样经济性的同 时，应尽可能使弯曲线与板料纤维方向的夹角不 小于30°。
金属板材冲压回弹的测量及曲率评价
金属板材冲压回弹的测量及曲率评价随着金属材料运用在机械制造中日益广泛，金属板材冲压回弹现象越来越受到广大技术人员的重视。
金属板材冲压是一种在普通温度下，将金属板材通过塑性变形，达到改变结构及外形的力学方法，它能够获得更复杂的结构件，使得材料加工的成本降低，同时能够有效地提高产品的强度、精度及一致性。
金属板材冲压回弹是指在冲压过程中，板材会经历一段回缩过程，板材受到冲压造成的变形会形成某种弹性和机械能量储存，当外力作用终止后，板材会根据其内部压缩能量，出现一定的回复变形。
金属板材冲压回弹的研究对于分析及控制金属板材冲压过程中的变形情况及性能行为很有重要的意义，因此对于不同的金属板材，在不同的操作参数条件下测量冲压回弹和曲率是一项重要的工作。
一般而言，金属板材冲压回弹的测量方法有三种：第一种是采用有限元方法，分析冲压结构的曲率变化；第二种是在内模模具中实际进行测量；第三种是采用冲压模拟方法，测量冲压角度和曲率。
对于金属板材冲压回弹的曲率评价，一般有两种方法：第一种是采用有限元方法，检测变形结构的曲率变化；第二种是采用实验方法，根据实际测量结果来评价板材曲率。
有限元方法可以比较高效地进行模拟仿真，从而有效评估金属板材的回弹曲率。
实验方法
可以根据实际测量结果快速评估金属板材的曲率变化，且准确性较高。
总之，金属板材冲压回弹的测量及曲率评价中，无论是采用有限元还是实验方法，都需要把握好冲压参数，以保证测量结果的准确性、可靠性和精确性。
且从来板材的强度、精密度、一致性及其冲压制件的可靠性、稳定性等方面，都必须做到达到机械设计或生产要求，而金属板材冲压回弹的测量及曲率评价是金属板材的质量控制的基础工作，因此有必要加以重视和加强。
金属板材不同变形方式下冲压成形极限减薄率测试及评价方法
金属板材不同变形方式下冲压成形极限减薄率测试及评价方法金属板材不同变形方式下冲压成形极限减薄率测试及评价方法1适用范围本规范规定了金属板材不同变形方式下成形极限减薄率测试的相关术语和定义、试验原理、参数定义、符号和说明、试验方法、试验环境、试验装备、试验过程、数据处理和试验报告要求等。
适用于金属板材，包括金属钢板、铝合金、镁合金等冲压用板材的成形极限减薄率评价，适用金属板材厚度区间0.35-3.0mm。
2规范性引用文件下列文件对于本技术规范的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有修改单）适用于本文件。
1）GB/T 1.1 规范化工作导则第1部分：规范的结构和编写；2）GBT 15825.1-2008 金属薄板成形性能与试验方法第1部分：成形性能和指标；3）GBT 15825.2-2008 金属薄板成形性能与试验方法第2部分：通用试验规程；4）GBT 15825.3-2008 金属薄板成形性能与试验方法第3部分：拉深与拉深载荷试验；5）GBT 24524-2009 金属材料薄板和薄带扩孔试验方法；6）GBT 232-2010 金属材料弯曲试验方法(2011-6-1实施)；7）GBT 24171.1-2009 金属材料薄板和薄带成形极限曲线的测定第1部分：冲压车间成形极限图的测量及应用；8）GBT 24171.2-2009 金属材料薄板和薄带成形极限曲线的测定第2部分：实验室成形极限曲线的测定；9）GBT 228-2008 金属材料拉伸试验方法；注：执行引用标准的最新版本，当引用标准与本标准发生不一致值，需要对本标准进行更新。
3参数定义，符号和说明1）21εε，：主真实应变（Major strain ）、次真实应变（Minor strain ），单位：-。
2）lim -t e ：极限减薄率（limit thinning rate ），单位：-。
金属板材不同变形方式下冲压成形极限减薄率测试及评价方法
金属板材不同变形方式下冲压成形极限减薄率测试及评价方法1适用范围本规范规定了金属板材不同变形方式下成形极限减薄率测试的相关术语和定义、试验原理、参数定义、符号和说明、试验方法、试验环境、试验装备、试验过程、数据处理和试验报告要求等。
适用于金属板材，包括金属钢板、铝合金、镁合金等冲压用板材的成形极限减薄率评价，适用金属板材厚度区间0.35-3.0mm。
2规范性引用文件下列文件对于本技术规范的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有修改单）适用于本文件。
1）GB/T 1.1 规范化工作导则第1部分：规范的结构和编写；2）GBT 15825.1-2008 金属薄板成形性能与试验方法第1部分：成形性能和指标；3）GBT 15825.2-2008 金属薄板成形性能与试验方法第2部分：通用试验规程；4）GBT 15825.3-2008 金属薄板成形性能与试验方法第3部分：拉深与拉深载荷试验；5）GBT 24524-2009 金属材料薄板和薄带扩孔试验方法；6）GBT 232-2010 金属材料弯曲试验方法(2011-6-1实施)；7）GBT 24171.1-2009 金属材料薄板和薄带成形极限曲线的测定第1部分：冲压车间成形极限图的测量及应用；8）GBT 24171.2-2009 金属材料薄板和薄带成形极限曲线的测定第2部分：实验室成形极限曲线的测定；9）GBT 228-2008 金属材料拉伸试验方法；注：执行引用标准的最新版本，当引用标准与本标准发生不一致值，需要对本标准进行更新。
3参数定义，符号和说明1）21εε，：主真实应变（Major strain ）、次真实应变（Minor strain ），单位：-。
2）lim -t e ：极限减薄率（limit thinning rate ），单位：-。
3）PS ：平面应变状态对应的试样宽度，单位：mm 。
冲压件减薄率测量方法
冲压件减薄率测量方法冲压件减薄率测量方法是冲压工艺中的重要环节之一，它关乎产品质量的稳定性和工艺的可控性。
冲压件减薄率是指在冲压过程中材料的减薄程度，减薄率的大小直接影响着产品的质量和使用寿命。
准确、可靠地测量冲压件的减薄率是十分重要的。
本文将针对冲压件减薄率测量方法进行探讨，以期对该领域的研究和实践提供有益的参考。
一、冲压件减薄率的定义及影响因素1. 冲压件减薄率的定义冲压件减薄率是指在冲压过程中，金属材料在拉伸和压缩作用下，其厚度相应地减小的程度，通常以百分比来表示。
减薄率的大小是衡量冲压产品质量的重要指标之一。
2. 影响减薄率的因素（1）材料性质：不同材料的硬度、强度等性质不同，对减薄率的影响也不同。
（2）冲压工艺参数：冲压速度、模具设计、润滑剂选择等工艺参数对减薄率有直接影响。
（3）模具结构：模具的结构设计和制造精度会直接影响冲压件的减薄率。
二、冲压件减薄率测量方法1. 金相显微镜测量法金相显微镜是一种常用的金属材料微观观测设备，通过对冲压件进行金相显微观察，可以直观地测量冲压件的厚度变化。
该方法需要先对冲压件进行金相制样处理，然后在金相显微镜下进行观察和测量，具有较高的精度和准确度。
2. 超声波测厚法超声波测厚法是利用超声波在不同介质中传播速度不同的原理，通过在冲压件上进行超声波探测，测量通过时间和回波强度来确定冲压件的厚度。
这种方法操作简便，非接触式测量，适用于自动化生产线上的在线检测。
3. 三坐标测量法三坐标测量法是利用三坐标测量仪对冲压件进行三维坐标测量。
通过对冲压件表面点的坐标测量，计算出冲压件的厚度分布情况。
该方法对冲压件的几何形状和尺寸要求较高，测量精度较高。
4. X射线衍射法X射线衍射法是一种精密的非破坏检测方法，适用于测量冲压件的微小变形。
通过分析X射线的衍射图样，可以得到冲压件的晶粒结构和应力状态，从而推断出减薄率。
5. 光学测量法利用光学测量仪器对冲压件进行表面轮廓测量，结合数学方法进行图像处理和分析，计算出冲压件的减薄率。
冷轧薄板成形平面应变状态极限减薄率计算方法及应用
冷轧薄板成形平面应变状态极限减薄率计算方法及应用
张博凡;李瑞杰;邹洋
【期刊名称】《模具工业》
【年(卷),期】2017(43)3
【摘要】针对薄板成形平面应变区域开裂风险高的问题,介绍了极限减薄率的计算方法,同步工程阶段用极限减薄率定量判断平面应变区的成形性,能够准确预测零件的开裂,保证仿真与现场生产零件的一致性,提高试模效率。
【总页数】3页(P21-23)
【关键词】轴向拉伸;冷轧薄板;平面应变;减薄率;开裂
【作者】张博凡;李瑞杰;邹洋
【作者单位】上汽通用汽车有限公司冲压工艺科
【正文语种】中文
【中图分类】TG76
【相关文献】
1.基于弧长法和减薄率判据研究金属镀层的成形极限 [J], 程驰;龙士国;马增胜;任晓雷
2.双线性应变路径下St14-T冷轧薄板成形极限研究 [J], 蒋浩民;陈新平;俞宁峰;万敏
3.成形极限图左半部薄板的集中性失稳与极限应变——一种新的集中性失稳模型与极限应变计算方法 [J], 陈光南;沈还;胡世光
4.成形极限图左半部薄板失稳行为与极限应变——失稳过程实验研究 [J], 陈光南;
沈还;胡世光
5.成形极限图左半部薄板的失稳行为与极限应变 [J], 陈光南;沈还
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(金属板材不同变形方式下冲压成形极限减薄率测试及评价方
【一】工作简况
1.1任务来源
《金属板材不同变形方式下冲压成形极限减薄率测试及评价方法》团体标准是由中国汽车工程学会批准立项，任务号为2018-47。
本标准由中国汽车轻量化技术创新战略联盟提出，由宝山钢铁股份有限公司、同济大学、泛亚汽车技术股份有限公司、河钢集团邯钢公司等共同起草。
1.2编制背景与目标
成形极限图和减薄率是评价材料成形性〔开裂、起皱〕的重要指标，零件不同变形区域呈现不同的应变状态，成形性与应变状态相关。
成形极限图是数值仿真的重要评价依据，减薄率是汽车厂和零部件厂在评估材料成形性时通常会考虑的一个指标，而当前多数都考虑单一减薄率数值作为成形性评价指标，即同一材料〔强度级别〕只规定1个减薄率，极少考虑变形方式的妨碍。
同时，零件的边部成形性与板材的边部质量相关，特别是一些先进超高强钢材料，尤其敏感。
建立一种能够综合考虑不同变形方式及边部质量下材料极限厚度建薄率测试方法，是完善当前成形性评价方法的重要工作，对汽车厂和零部件厂开展零件设计和模具开发兼具指导意义
1.3要紧工作过程
2018年5月召开轻量化团体标准制定工作讨论会，确定待立标准
2018年6月-8月完成相关内容前期调研，初步确定标准的相关参数和指标
2018年8月15日参加标准立项评审，汇报标准的要紧内容，专家给予确信，并提出相关撰写意见
2018年9月-12月进行标准初稿撰写
2018年12月21日参加中国汽车学会组织的标准创新大会，汇报了本标准的背景、目标和要紧内容，听取参会代表意见
2019年1月-3月对不同材料开展标准方法试验，验证方法适用性
2019年4月-5月完成标准初稿，开展标准的意见征询和试用工作
【二】标准编制原那么和要紧内容
本标准制定的金属板材不同变形方式下冲压成形极限减薄率测试及评价方法，充分调研了国内主机厂和零部件厂对材料冲压可成形性评价方法的现状，并对国内外相关研究进展进行了检索，充分吸取、参考现行标准的良好应用经验，并结合标准起草组相关单位多年积存和对本标准约定方法的试验验证，本着科学性、通用性、指导性的原那么进行标准的编制。
科学性原那么，本标准提出的方法是在国内和国外学者进行科学研究的基础上，对其研发成果的应用延伸，对不同应变方式下的减薄率测试采纳何种方法以及边部开裂的实现和应变测量，均通过了相关理论分析和大量试验验证。
有用性原那么，本标准的需求来自于长期与主机厂和零部件厂冲压工程师，对其而言，减薄率是使用最为便利和现场最直观的评价指标。
本标准建议的试验方法能够获得材料在不同变形方式包括边部的极限减薄率，试验方法在编制组内认可，且通过试验材料验证可行。
指导性原那么，本标准能够指导包括主机厂、零部件厂和材料供应商在内的技术人员基于常规成形极限图测量模具，获得所需板料的成形失效判据，试验方法和数据处理都相对简单，可操作性强，所测结果可用于数值仿真和现场冲压对零件成形性进行评判。
本标准的要紧内容大体由四个部分组成，分别为总那么、试验原理及条件、试验步骤、结果处理，具体如下：
第一部分：总那么，涉及标准1-4章，要紧是标准的适用范围、引用标准文件，相关术语和符号定义；
第二部分：试验原理及条件，涉及标准5-9章，包括方法试验原理、所需的试验设备及工装夹具、试样的制备及试验条件约束等；
第三部分：试验步骤，标准第10章，描述了获得极限减薄率的试验过程及其中的考前须知；
第四部分：结果处理，涉及标准11-12章，要紧是对试验结果的数据处理方法以及试验报告的要求做描述。
【三】要紧试验〔或验证〕情况分析
本标准适合于金属板材包括钢板、铝板等在不同变形方式下极限减薄率的实验评价，为验证方法的可行性，标准起草组基于推举的方法对DP780、DP980、QP980、QP1180、DP1180等先进高强钢材料开展了不同变形方式下的极限减薄率测试，所用实验设备为MTS并配备德国GOM公司的DIC应变测量系统，厚度减薄率采纳塑性体积不变原理进行换算，同时对一半矩形试样开展Nakajima胀形实验，边部极限减薄率的测量采纳千分尺手工完成。
实验结果说明，材料在不同变形方式下失效所同意的极限减薄率是不同的，单拉区域差不多一致，双拉区随着应变比的增加，极限减薄率也增大，而边部开裂发生在没有明显颈缩的情况下，极限减薄率较小，因此很有必要依照本标准推举的方法对各材料建立相应的失效判据，作为成形性评价的依据。
【四】标准中涉及专利的情况
尚无。
【五】预期达到的社会效益、对产业进展的作用的情况
通过此标准的制定和推广，对现行金属材料成形性评价方法的有力补充，基于该标准对车身常用材料的该数据进行完善〔目前很不完善甚至没有〕，将会极大提高车厂和零部件厂零件设计和开发效率。
预计对行业有以下贡献：①完善各车企和钢厂统一方法的冲压成形极限减薄率数据库，指导零件开发；②评价高强钢材料对边部质量的敏感性，优化产品和工艺设计，推动高强钢冷冲压应用，提升整体轻量化效果
六、采纳国际标准和国外先进标准情况，与国际、国外同类标准水平的对比情况，国内外关键指标对比分析或与测试的国外样品、样机的相关数据对比情况尚无。
七、在标准体系中的位置，与现行相关法律、法规、规章及相关标准，特别是强制性标准的协调性
本标准符合国家有关法律、法规和相关强制性标准的要求，与现行的国家标准、行业标准相协调。
八、重大分歧意见的处理通过和依据
尚无。
九、标准性质的建议说明
本标准为中国汽车工程学会标准，属于团体标准，供团体内部会员、行业和国内外自愿使用。
十、贯彻标准的要求和措施建议
严格按照本标准提出的试验方法获得金属板材不同变形方式下的极限减薄率，对试验人员进行理论学习和操作培训，保证测试评价方法操作的规范性和准确性。
十【一】废止现行相关标准的建议
无。
十【二】其他应予说明的事项
无。
标准起草工作组
2019年5月8日〔注：具体内容能够结合项目本身撰写，如不涉及的可填写无〕。