CN103424318A - 一种金属板材成形极限曲线的确定方法 - Google Patents

一种金属板材成形极限曲线的确定方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103424318A
CN103424318A CN2012101647185A CN201210164718A CN103424318A CN 103424318 A CN103424318 A CN 103424318A CN 2012101647185 A CN2012101647185 A CN 2012101647185A CN 201210164718 A CN201210164718 A CN 201210164718A CN 103424318 A CN103424318 A CN 103424318A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sheet metal
fld0
simulation
dynaform
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012101647185A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103424318B (zh
Inventor
苏钰
程光
牛景弘
王一伟
王娟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai University of Engineering Science
Original Assignee
Shanghai University of Engineering Science
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai University of Engineering Science filed Critical Shanghai University of Engineering Science
Priority to CN201210164718.5A priority Critical patent/CN103424318B/zh
Publication of CN103424318A publication Critical patent/CN103424318A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103424318B publication Critical patent/CN103424318B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Abstract

本发明涉及一种金属板材成形极限曲线的确定方法，通过冲压成形CAE模拟分析软件DYNAFORM软件对被测金属板材进行冲压成形的模拟，从而确定成形极限图中的FLD0值，通过Keeler公式，计算并得到被测金属板材的成形极限曲线。与现有方法相比，本发明金属板材成形极限曲线的确定方法更为简单可行，而且成本较低，误差较小。

Description

一种金属板材成形极限曲线的确定方法
技术领域
本发明涉及一种表征金属板材塑性成形性能指标——成形极限曲线的确定方法。
背景技术
金属板材的基本力学性能指标只能对板材成形性能做出定性、综合性的一半评价。对于复杂形状零件的成形，用基本力学性能指标无法全面描述和衡量坯料各局部的实际变形情况。成形极限曲线(Forming Limit Curves--缩写为FLC)是着眼于复杂零件的每一变形局部，它是板料在不同应变路径下的局部失稳极限应变主应变ε1和次应变ε2构成的条带形曲线。FLD(Forming Limit Diagram-缩写为FLD，与FLC的物理含义相同)全面、直观的反映了不同应变状态下板料的成形性能，是对板料成形性能的一种定量描述，它是定性和定量研究板料局部成形性能的有效手段。
现在获得金属板材成形曲线(FLC)的试验方法是根据国家标准：GB/T 15825.8-1995《金属薄板成形性能与试验方法-成形极限图(FLD)试验》来进行测试。其方法大致步骤为：
1、利用电化学法在金属板材上印制网格，并切割不同尺寸的板材试样在相应试验设备上进行冲压成形；
2、冲压成形后选择缩颈区附近的临界网格园在工具显微镜上测出变形网格圆的长轴和短轴尺寸，从而得到主应变ε1、次应变ε2的值，然后将(ε1，ε2)坐标点绘制到以ε1为横坐标、ε2为纵坐标的坐标系中，即可得到金属板材的成形极限图。
这种方法测试FLD时常面临的困难主要有：
1、由于印制在金属板材上的网格不能产生预应变，必须通过电化学腐蚀在金属板材上印制网格，而相应网格印制设备价格相对较贵；
2、测试获得FLC的过程中所需金属板料试样的尺寸规格高达九种，每种至少准备3-5片，所需材料多(3-5组)；
3、在金属板材冲压变形后，由于成形过程中金属板材与凸凹模发生接触、挤压，变形量较大部位的电化学腐蚀网格常常被磨损，导致磨损后的网格难以看清，测量、计算ε1、ε2产生一定的困难，相对增加了绘制FLC曲线的误差和难度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种金属板材成形极限曲线的确定方法，该方法更为简单可行。
本发明的目的是这样实现的：
本发明的一种金属板材成形极限曲线的确定方法，包括以下步骤：
S1：在压力机上对被测金属板材的板坯进行不同拉深高度的试验，测得板坯拉深成功时的极限拉深高度h1和拉深刚出现破裂的破裂拉深高度h2；
S2：通过拉伸试验获得被测金属板材的应力应变曲线；
S3：在冲压成形CAE模拟分析软件DYNAFORM软件的材料库中新建被测金属板材的材料库，将步骤S2得到的被测金属板材的应力应变曲线导入该材料数据库，先在DYNAFORM软件的新建材料库中设定一个初始的FLD0值，以用于DYNAFORM软件模拟实际的压力机冲压成形；
S4：将压力机冲压试验中凸模、凹模、板坯、压边圈数字模型导入DYNAFORM软件中，根据压力机冲压试验中的相关工艺参数设置DYNAFORM模拟软件中的相应工艺参数，设定极限拉深高度h1和破裂拉深高度h2，分别进行冲压成形的模拟；
S5：若模拟结果与实际冲压情况相符合，则将步骤S3中设定的初始FLD0值确定为成形极限图中的FLD0值，通过Keeler公式，计算并得到被测金属板材的成形极限曲线；
若模拟结果与实际冲压情况不符合，则对比模拟结果和实际冲压结果，相应的增大或减小FLD0值，直至DYNAFORM软件中设定的FLD0值使模拟结果与实际冲压结果相符合为止，至此FLD0确定，再通过Keeler公式，计算并得到被测金属板材的成形极限曲线。
与现有方法相比，本发明金属板材成形极限曲线的确定方法更为简单可行，而且成本较低，误差较小。
附图说明
图1是板坯直径87mm拉伸高度21mm时的压力机冲压拉深的圆筒件(拉深未破裂)；
图2是板坯直径88mm、拉伸高度20mm时的压力机冲压拉深的圆筒件(拉深产生破裂)；
图3是导入DYNAFORM软件中试验用双相钢的应力应变曲线；
图4是试验用双相钢采用初始FLD0值的成形极限曲线；
图5是FLD0为0.24的冲压成形模拟图像；
图6是FLD0为0.25的冲压成形模拟图像；
图7是试验用双相钢的成形极限曲线。
具体实施方式
下面将结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
实施例
本实施例对一种高强度试验用双相钢进行成形极限曲线的确定，包括以下步骤：
S1：在压力机上对试验用双相钢的板坯进行不同拉深高度的试验，测得板坯拉深成功时的极限拉深高度h1(实际测得h1为87mm)和拉深刚出现破裂的破裂拉深高度h2(实际测得h1为88mm)，下表1为该试验用双相钢的实际拉深情况：
请参阅图1，图中显示了板坯直径87mm拉伸高度21mm时的压力机冲压拉深的圆筒件，拉深未破裂；
请参阅图2，图中显示了板坯直径88mm、拉伸高度20mm时的压力机冲压拉深的圆筒件，拉深产生破裂。
S2：通过拉伸试验获得被测金属板材的应力应变曲线；
S3：在冲压成形CAE模拟分析软件DYNAFORM软件的材料库中新建被测金属板材的材料库，将步骤S2得到的试验用双相钢的应力应变曲线导入该材料数据库(如图3所示，图中横坐标为应变ε(％)，纵坐标为应力σ(MPa))，由于同类金属板材的FLC曲线形状大致一样，只是FLD 0值不同，可先在DYNAFORM软件的新建材料库中设定一个初始的FLD0值，以用于DYNAFORM软件模拟实际的压力机冲压成形；
图4为试验用双相钢采用初始FLD0值的成形极限曲线，图中右边为DYNAFORM软件中根据FLC_Keeler公式确定的双相钢的成型极限曲线，左边设置FLD0，根据FLD0的不同右边的成形曲线沿着Y轴上下垂直移动。
S4：将压力机冲压试验中凸模、凹模、板坯、压边圈数字模型导入DYNAFORM软件中，根据压力机冲压试验中的相关工艺参数设置DYNAFORM模拟软件中的相应工艺参数，设定极限拉深高度h1和破裂拉深高度h2，分别进行冲压成形的模拟；
设定不同的FLD0值对板坯直径88mm、拉伸高度20mm时圆筒件的冲压情况在冲压成型模拟软件DYANFORM中进行模拟，具体模拟结果见下表2：
  FLD0   0.20   0.21   0.22   0.23   0.24   0.25
  模拟结果   破裂   破裂   破裂   破裂   破裂   不破
图5为FLD0为0.24的冲压成形模拟图像，圈中的点位为发生破裂处；
图6为FLD0为0.25的冲压成形模拟图像，底部圆角表示处在危险区但是不发生破裂处。
S5：如果模拟结果与实际冲压情况相符合，则将步骤S3中设定的初始FLD0值确定为成形极限图中的FLD0值，试验用双相钢的成形极限曲线也相应确定了。
如果模拟结果与实际冲压情况不符合，则对比模拟结果和实际冲压结果，相应的增大或减小FLD0值，直至DYNAFORM软件中设定的FLD0值使模拟结果与实际冲压结果相符合为止，至此FLD0确定，试验用双相钢的成形极限曲线也相应确定。
成形极限曲线可以根据Keeler公式去计算出来，因此一类钢的FLD曲线形状要保持一样的，区别仅在于FLD0的不同，使得图中的FLD曲线受FLD0数值的影响，上下移动。因此能够通过实际冲压大致确定FLD0的位置，然后点击图4中的“export”，导出FLC曲线上的各点坐标，通过这些坐标点可在excel软件中绘制出该曲线。
从表2、图5-6中可以看出，当FLD0点为0.24时，试验用双相钢就发生破裂；当FLD0点为0.25时，试样就不发生破裂。因此，可以确定试验用双相钢的FLD0＝0.24，则DYNAFORM材料库中试验用双相钢的成形极限曲线如图7所示。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (1)

1.一种金属板材成形极限曲线的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在压力机上对被测金属板材的板坯进行不同拉深高度的试验，测得板坯拉深成功时的极限拉深高度h1和拉深刚出现破裂的破裂拉深高度h2；
S2：通过拉伸试验获得被测金属板材的应力应变曲线；
S3：在冲压成形CAE模拟分析软件DYNAFORM软件的材料库中新建被测金属板材的材料库，将步骤S2得到的被测金属板材的应力应变曲线导入该材料数据库，先在DYNAFORM软件的新建材料库中设定一个初始的FLD0值，以用于DYNAFORM软件模拟实际的压力机冲压成形；
S4：将压力机冲压试验中凸模、凹模、板坯、压边圈数字模型导入DYNAFORM软件中，根据压力机冲压试验中的相关工艺参数设置DYNAFORM模拟软件中的相应工艺参数，设定极限拉深高度h1和破裂拉深高度h2，分别进行冲压成形的模拟；
S5：若模拟结果与实际冲压情况相符合，则将步骤S3中设定的初始FLD0值确定为成形极限图中的FLD0值，通过Keeler公式，计算并得到被测金属板材的成形极限曲线；
若模拟结果与实际冲压情况不符合，则对比模拟结果和实际冲压结果，相应的增大或减小FLD0值，直至DYNAFORM软件中设定的FLD0值使模拟结果与实际冲压结果相符合为止，至此FLD0确定，再通过Keeler公式，计算并得到被测金属板材的成形极限曲线。
CN201210164718.5A 2012-05-23 2012-05-23 一种金属板材成形极限曲线的确定方法 Expired - Fee Related CN103424318B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210164718.5A CN103424318B (zh) 2012-05-23 2012-05-23 一种金属板材成形极限曲线的确定方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210164718.5A CN103424318B (zh) 2012-05-23 2012-05-23 一种金属板材成形极限曲线的确定方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103424318A true CN103424318A (zh) 2013-12-04
CN103424318B CN103424318B (zh) 2017-10-10

Family

ID=49649394

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210164718.5A Expired - Fee Related CN103424318B (zh) 2012-05-23 2012-05-23 一种金属板材成形极限曲线的确定方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103424318B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103852382A (zh) * 2014-03-04 2014-06-11 湖南大学 一种高强钢板热成形极限图的建立方法
CN104155194A (zh) * 2014-07-22 2014-11-19 武汉钢铁(集团)公司 基于应变速率变化的flc测试方法
CN106457336A (zh) * 2014-06-11 2017-02-22 麦格纳国际公司 基于零摩擦分析来改变成形极限曲线
CN106442128A (zh) * 2016-08-31 2017-02-22 山西太钢不锈钢股份有限公司 一种不锈钢极限拉深比测试方法及其对中装置
CN108801801A (zh) * 2018-06-15 2018-11-13 燕山大学 一种合金板材热成形极限曲线的测定方法
CN111496121A (zh) * 2020-03-19 2020-08-07 上海理工大学 简单压力容器深拉成型封头材料选择方法及封头成型工艺
CN112257302A (zh) * 2020-09-11 2021-01-22 唐山钢铁集团有限责任公司 一种采用极限厚度构建板料成形极限曲线的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007285832A (ja) * 2006-04-14 2007-11-01 Nippon Steel Corp 破断限界取得システム及び方法、破断予測システム及び方法、並びにこれら方法のプログラム及び記録媒体
CN101354731A (zh) * 2008-02-19 2009-01-28 江苏大学 差厚激光拼焊板成形极限图的建立和使用方法
CN101738370A (zh) * 2008-11-11 2010-06-16 首钢总公司 一种判断金属薄板成形极限点的实验方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007285832A (ja) * 2006-04-14 2007-11-01 Nippon Steel Corp 破断限界取得システム及び方法、破断予測システム及び方法、並びにこれら方法のプログラム及び記録媒体
CN101354731A (zh) * 2008-02-19 2009-01-28 江苏大学 差厚激光拼焊板成形极限图的建立和使用方法
CN101738370A (zh) * 2008-11-11 2010-06-16 首钢总公司 一种判断金属薄板成形极限点的实验方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
曹宏深 等: "《中华人民共和国国家标准GB/T 15825.8-2008》", 23 December 2008 *
王东 等: "基于有限元方针的左半边成形极限图建立方法", 《机械制造与自动化》 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103852382A (zh) * 2014-03-04 2014-06-11 湖南大学 一种高强钢板热成形极限图的建立方法
CN103852382B (zh) * 2014-03-04 2016-02-10 湖南大学 一种高强钢板热成形极限图的建立方法
CN106457336A (zh) * 2014-06-11 2017-02-22 麦格纳国际公司 基于零摩擦分析来改变成形极限曲线
CN106457336B (zh) * 2014-06-11 2018-10-12 麦格纳国际公司 基于零摩擦分析来改变成形极限曲线
CN104155194A (zh) * 2014-07-22 2014-11-19 武汉钢铁(集团)公司 基于应变速率变化的flc测试方法
CN106442128A (zh) * 2016-08-31 2017-02-22 山西太钢不锈钢股份有限公司 一种不锈钢极限拉深比测试方法及其对中装置
CN106442128B (zh) * 2016-08-31 2019-03-29 山西太钢不锈钢股份有限公司 一种不锈钢极限拉深比测试方法
CN108801801A (zh) * 2018-06-15 2018-11-13 燕山大学 一种合金板材热成形极限曲线的测定方法
CN111496121A (zh) * 2020-03-19 2020-08-07 上海理工大学 简单压力容器深拉成型封头材料选择方法及封头成型工艺
CN112257302A (zh) * 2020-09-11 2021-01-22 唐山钢铁集团有限责任公司 一种采用极限厚度构建板料成形极限曲线的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103424318B (zh) 2017-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103424318A (zh) 一种金属板材成形极限曲线的确定方法
EP2839896B1 (en) Method for preparing forming limit diagram in press forming, method for predicting crack and method of producing press parts
CN106092778B (zh) 一种获得复杂加载条件下成形极限图的试验装置及方法
CN102672059B (zh) 根据仿真冲压工件厚度确定出模具凹凸模修改型面的方法
KR20090046906A (ko) 스프링백 발생 원인 특정 방법, 스프링백 영향도 표시 방법, 스프링백 발생 원인 부위 특정 방법, 스프링백 대책 위치 특정 방법, 그 장치, 및 그 프로그램
JP6558515B2 (ja) 金属板のせん断加工面での変形限界の評価方法、割れ予測方法およびプレス金型の設計方法
Jiao-Jiao et al. A novel approach to springback control of high-strength steel in cold roll forming
JP2020040111A (ja) 変形限界の評価方法、割れの予測方法及びプレス金型の設計方法
CN109604408A (zh) 一种用网格应变分析法提高板材冲压试模成功率的方法
CN108595896B (zh) 汽车板冲压仿真用材料数据的分析方法
CN102620980B (zh) 一种利用神经网络预报板材成形性能的方法
CN112257302B (zh) 一种采用极限厚度构建板料成形极限曲线的方法
CN104203447A (zh) 渐进成形方法
CN105631153B (zh) 一种冲压件起皱的预测及控制方法
CN102759505A (zh) 中厚板材料压缩试验辅助装置及流动应力曲线测定方法
CN101976291B (zh) 一种热交换器板片的制作方法
Khamis et al. Mild steel sheet metal forming using Abaqus software: Influence of drawbeads in minimize springback
JP7452520B2 (ja) プレス成形割れ判定方法、プレス成形割れ判定装置及びプレス成形割れ判定プログラム、並びにプレス成形割れ抑制方法
WO2023037689A1 (ja) プレス成形割れ判定方法、プレス成形割れ判定装置及びプレス成形割れ判定プログラム、並びにプレス成形割れ抑制方法
Khalid Jawed et al. Drawing of hexagonal cup
CN113505476A (zh) 一种提高冲击划痕预测精度的预测方法及预测***
Sresomroeng et al. Sidewall-curl prediction in U-bending process of advanced high strength steel
Laxmi et al. Design of progressive die using FE analysis
CN115014980A (zh) 一种拉伸应变痕缺陷的分析方法
CN114065480A (zh) 一种零件冲压材料性能数据的筛选方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20171010

Termination date: 20180523

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee