本文關鍵詞：金屬板料成形性能測定及載荷曲線形態(tài)分析

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【摘要】：制造業(yè)的發(fā)展與進步促進了相應加工業(yè)的發(fā)展。但是有限的資源對材料的成形、制造、使用過程都提出了更高的要求。環(huán)境惡化,輕量化的提出使金屬板料更受世人矚目,金屬板料成形性能的研究顯得更加重要。本文通過金屬板料成形的方式及目前發(fā)展的現狀,對材料的成形方式方法進行歸納,總結影響材料成形性能的因素、產生缺陷的原因與解決的方法。以304不銹鋼和雙相鋼DP780分別作為高強鋼和雙相鋼的代表進行實驗,掌握兩種材料的組織結構并進一步研究其成形性能及影響因素。在對兩種材料進行組織結構分析的過程中了解到304不銹鋼的主要組織成分是奧氏體,DP780的組織成分主要是馬氏體和鐵素體。奧氏體具有強塑性、韌性、低強度;馬氏體具有高強度高硬度;鐵素體強度、硬度不高,具有良好的塑性韌性。因此304不銹鋼具有好的塑性韌性。DP780有一定的塑性韌性,但比304不銹鋼要弱。借助拉伸試驗對304不銹鋼和雙相鋼DP780進行實驗求得力學性能參數。試驗發(fā)現:304不銹鋼進行拉伸實驗會出現微頸縮現象,雙相鋼DP780沒有出現。分析結果得到304不銹鋼的抗拉強度為722MPa,非比例強度為307.6MPa,硬度208.95HRC;雙相鋼DP780的抗拉強度為912.9 MPa,非比例強度753.1MPa,硬度120.57HRC。這說明雙相鋼DP780的脆性大,強度比較高,304不銹鋼有較高的塑性、拉延性。借助ST12分別用改裝后的小松伺服壓力機和杯突試驗機進行杯突脹形實驗,對兩種實驗方法進行了對比發(fā)現:利用小松伺服壓力機測定的實驗杯突值10.4454要比傳統(tǒng)杯突機測得的杯突值10.62要精確,能夠準確測到小數點后4位,這要比傳統(tǒng)的杯突值的精度要高100倍。最終得到在實驗誤差允許的范圍內利用改裝的小松伺服壓力機進行杯突實驗是可行的。利用改裝后速度可控的小松伺服壓力機對304不銹鋼和雙相鋼DP780進行杯突實驗,在實驗過程中將沖頭速度作為變量進行研究。分析實驗數據發(fā)現:同種材料不同沖壓速度的杯突值隨著速度的增大,不斷減小:從3mm/s增大到30mm/s的過程中304不銹鋼杯突值從9.3872mm降低到8.5934mm,DP780杯突值從7.5348mm降低到7.387mm。這使速度對材料的拉脹成形性能的影響得到確認:在3mm/s-30mm/s這個區(qū)間內隨著速度的升高材料杯突值不斷減小,材料的抗破裂成形性能逐漸降低。最終總結為材料的脹形性能隨著沖壓速度增大不斷降低,這對在與速度有關的場合正確選用合適的材料有指導意義。在304不銹鋼和雙相鋼DP780之間進行比較發(fā)現,相同速度下304不銹鋼的實驗杯突值比雙相鋼DP780的大。對實驗后的樣品進行觀察發(fā)現在斷口位置上304不銹鋼和雙相鋼DP780之間也存在著差異。304不銹鋼的破裂位置在凸包沿徑向的一側出現破裂,雙相鋼DP780是在凸包的最低端與球頭凸模最先接觸的位置上出現橫向裂紋。這些實驗結果與材料的成形性能有關,受力學性能的影響。計算機的發(fā)展促進了模擬軟件的應用。利用數值模擬軟件對材料脹形實驗過程進行模擬,得到成形結果與實驗結果一致。證明實驗過程的規(guī)范性、結果處理的正確性。載荷曲線形態(tài)分析是對實驗結果的歸類處理,通過杯突實驗中記錄下來的位移-載荷曲線進行分析歸納整理。得到任意瞬時板料的應力-杯突實驗值的關系式,并根據實驗結果做出曲線圖。
【關鍵詞】：金屬板料 成形性能 拉伸實驗 杯突實驗 載荷曲線 形態(tài)分析
【學位授予單位】：上海工程技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG386.1
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第一章 緒論13-22
• 1.1 課題研究的背景與意義13-14
• 1.2 國內外金屬板料研究現狀14-15
• 1.3 常用金屬成形性能測試方法15-20
• 1.4 載荷曲線與材料成形性能之間的關系20-21
• 1.5 研究意義21-22
• 第二章 實驗用材料基本性能分析22-30
• 2.1 引言22
• 2.2 高強鋼的基本特征22-26
• 2.2.1 高強鋼的國內外發(fā)展22-23
• 2.2.2 高強鋼板在汽車工業(yè)中的應用23
• 2.2.3 高強鋼沖壓過程中遇到的問題23-24
• 2.2.4 304不銹鋼板料的基本參數24-26
• 2.3 雙相鋼的基本特征26-28
• 2.3.1 雙相鋼的發(fā)展26-27
• 2.3.2 雙相鋼板在汽車工業(yè)中的應用27
• 2.3.3 雙相鋼沖壓過程中遇到的問題27
• 2.3.4 DP780鋼板料的基本參數27-28
• 2.4 本章小結28-30
• 第三章 拉伸實驗測試板料力學性能30-38
• 3.1 引言30
• 3.2 拉伸試驗的基本原理30-31
• 3.3 拉伸實驗的實驗準備31-32
• 3.4 拉伸實驗的過程32-34
• 3.5 拉伸實驗的結果發(fā)析34-37
• 3.6 本章小結37-38
• 第四章 脹形實驗測試板料成形性能38-51
• 4.1 引言38
• 4.2 試驗的基本原理38-39
• 4.3 脹形實驗的實驗的實驗準備39-46
• 4.3.1 實驗材料及方法39-40
• 4.3.2 實驗方法40-44
• 4.3.3 實驗結果44-46
• 4.4 脹形實驗的過程46-47
• 4.5 脹形實驗的結果處理47-50
• 4.6 本章小結50-51
• 第五章 數值模擬校核材料的成形性能51-58
• 5.1 引言51-54
• 5.2 數值模擬方法及應用分析54
• 5.3 數值模擬試樣的脹形實驗過程54-55
• 5.4 模擬結果分析55-56
• 5.5 本章小結56-58
• 第六章 材料成形過程中載荷曲線分析58-64
• 6.1 引言58
• 6.2 載荷曲線的建立及應用分析58-59
• 6.3 杯突實驗試樣瞬時應力公式推導59-61
• 6.4 推導公式應用與分析61-63
• 6.5 本章小結63-64
• 第七章 總結與展望64-66
• 7.1 工作總結64
• 7.2 創(chuàng)新點64-65
• 7.3 展望與規(guī)劃65-66
• 參考文獻66-69
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文及取得的相關科研成果69-70
• 致謝70-72

【參考文獻】

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本文編號：770665