


更新時(shí)間:2008-9-1 16:04:23 文章來源:互聯(lián)網(wǎng) 點(diǎn)擊:
摘要:對(duì)工業(yè)純鋁在不同工藝參數(shù)下進(jìn)行超塑成形試驗(yàn),分析確定出了相應(yīng)的成形極限界域(FLD曲線),利用此曲線可看出板料的變形特點(diǎn)以及預(yù)見危險(xiǎn)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:工業(yè)純鋁;吹塑成形;極限界域
一、前言
成形極限圖(FLD)是用來表示金屬板料在變形過程中,在不同應(yīng)變路徑下的局部失穩(wěn)極限應(yīng)變e1和e2(工程應(yīng)變)或ε1和ε2(真實(shí)應(yīng)變)構(gòu)成的曲線或條帶區(qū)域。當(dāng)板料變形時(shí)的兩個(gè)主應(yīng)變落在FLD中的成形極限曲線之上,則板變形時(shí)就會(huì)破裂;反之,則安全。FLD曲線它全面反映了板料吹塑成形時(shí)在雙向拉應(yīng)力作用下的成形極限,同時(shí)也反映了金屬的流動(dòng)規(guī)律。超塑成形時(shí),由于影響其變形的因素很多,將應(yīng)變狀態(tài)圖與FLD曲線比較,即可清楚地看出不同因素下板料上各點(diǎn)的應(yīng)變及哪些部位易破裂等情況,在以后成形時(shí),可對(duì)危險(xiǎn)部位采取措施防止破裂。
二、試驗(yàn)裝置
本試驗(yàn)是對(duì)工業(yè)純鋁板(料厚t=0.4mm)在4種不同溫度、加壓速度、保溫時(shí)間下利用4套凹模(圓形、正方形、正三角形和長(zhǎng)圓形)進(jìn)行的正交試驗(yàn)。試驗(yàn)裝置如圖1所示。
圖1
三、吹塑成形極限圖的繪制
1.網(wǎng)格圓的制作
目前,繪制FLD曲線大多采用應(yīng)變分析的網(wǎng)格法。即:在板料上制作許多圓形小網(wǎng)格。當(dāng)吹塑成形時(shí),圓網(wǎng)格在拉應(yīng)力作用下變?yōu)闄E圓形,橢圓形的長(zhǎng)、短軸就分別表示了最大應(yīng)變量和最小應(yīng)變量。
本試驗(yàn)根據(jù)4種不同的模具形狀,分別在Φ136mm的板面上制作出了相應(yīng)的網(wǎng)格圓,網(wǎng)格圓直徑為2.5mm(以圓形和正方形為例)(見圖2)。
圖2
2.圓網(wǎng)格的測(cè)量及應(yīng)變計(jì)算
用測(cè)量顯微鏡測(cè)量變形后橢圓形的長(zhǎng)、短軸尺寸,代入以下公式計(jì)算其工程應(yīng)變

式中do——網(wǎng)格圓初始直徑
d1——網(wǎng)格圓畸變后的長(zhǎng)軸尺寸
d2——網(wǎng)格圓畸變后的短軸尺寸
3.繪制FLD曲線
將計(jì)算出的工程應(yīng)變描在坐標(biāo)平面內(nèi),即可得到相應(yīng)工藝參數(shù)下的成形極限圖(見圖3)。
圖3
四、結(jié)果分析
將制作的FLD曲線與對(duì)應(yīng)的應(yīng)變狀態(tài)圖比較,可以看出:對(duì)于圓形工件來說,危險(xiǎn)點(diǎn)在圓頂部位。這是因?yàn)樵诔尚芜^程中,材料受雙向拉應(yīng)力的作用,使得表面積增大而厚度減小,圓頂處ε最大,厚度變薄最嚴(yán)重,一旦此處的拉應(yīng)力超過了其強(qiáng)度,圓頂處就會(huì)破裂。
對(duì)于正方形工件來說,危險(xiǎn)點(diǎn)在圓角處。這主要在吹塑成形開始時(shí),試樣與模具首先在圓角處貼緊,摩擦力最大,材料的流動(dòng)比較困難,在較大的壓邊力作用下,此處材料因強(qiáng)度不足而易破裂。
五、結(jié)論
本文利用吹塑成形方法,用4套不同的凹模成形鋁板,作出各工藝參數(shù)下對(duì)應(yīng)的成形極限圖,將成形極限圖與對(duì)應(yīng)的應(yīng)變狀態(tài)圖相比較,分析確定出了危險(xiǎn)點(diǎn)。分析結(jié)果與實(shí)驗(yàn)是相吻合的。
參考文獻(xiàn)
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