Xác định khả năng định dạng cạnh cắt của AHSS

Release Date :05/Th1/20231 Views : 115

Bốn phương pháp thử nghiệm có thể cung cấp dữ liệu máy dập để lựa chọn vật liệu trong khi thiết kế

Việc ứng dụng các vật liệu nhẹ như thép cường độ cao tiên tiến (AHSS ) trong ngành công nghiệp ô tô ngày nay đang tăng lên đáng kể. Và trong khi các bộ phận được dán tem AHSS có thể giúp xe tiết kiệm nhiên liệu hơn, khả năng chống va chạm tốt hơn và bảo dưỡng thấp hơn, chúng thường nhạy cảm với nứt mép. Vấn đề này trở nên đáng chú ý hơn khi xảy ra sự kéo dài của mép cắt, chẳng hạn như kéo căng viền, kéo căng mặt bích và bản vẽ bằng các cửa sổ được đục lỗ sơ bộ.

Thép cường độ cao tiên tiến
Nứt mép cắt là một thách thức khi dập thép cường độ cao tiên tiến (AHSS). Bốn phương pháp thử nghiệm có thể được sử dụng để đánh giá khả năng co dãn của mép cắt, cung cấp dữ liệu về máy dập có thể giúp họ lựa chọn vật liệu ở giai đoạn thiết kế.

Ai cũng biết rằng việc áp dụng các kỹ thuật cắt năng lượng cao, bao gồm cắt laser, cắt EDM, phay và cắt bằng tia nước, có thể làm tăng đáng kể khả năng tạo hình của mép, nhưng trong quá trình dập kim loại tấm với khối lượng sản xuất lớn, các cạnh của bộ phận được cắt bằng cách cắt tỉa, làm trống hoặc các hoạt động đấm.

Độ giãn bao nhiêu có thể được áp dụng đối với vật liệu đã cắt đã bị đứt gãy và biến dạng nghiêm trọng trong vùng gờ? Bốn phương pháp thử nghiệm có thể được sử dụng để đánh giá khả năng co giãn của mép cắt đối với một vật liệu đã biết, cung cấp dữ liệu để phân tích số và thông tin để giúp lựa chọn vật liệu ở giai đoạn thiết kế.

1. Kiểm tra lực căng mép cắt

Khả năng định dạng của cạnh có thể được đánh giá dưới dạng tổng độ giãn dài của tấm kim loại trong các điều kiện kéo dài. Tình trạng kéo căng có thể được xác định bằng cách thử kéo các mẫu thử nửa xương chó hoặc các dải kim loại hẹp có một mặt đại diện cho mép cắt (xem Hình 1 ).

 

phép thử
Hình 1 Phép thử độ căng của mép cắt được sử dụng trên mẫu nửa vật liệu (trên) và một dải kim loại tấm có một cạnh được cắt tỉa và cạnh còn lại được đánh bóng (dưới cùng).
Ngoài dữ liệu độ giãn dài toàn bộ, các biến dạng cục bộ gần khu vực đứt gãy và tiếp giáp với mép cắt được đo bằng cách sử dụng phương pháp phân tích lưới vuông hoặc hình tròn và phương pháp tương quan hình ảnh kỹ thuật số để xác định khả năng kéo dãn của mép.

Chất lượng của mép cắt phụ thuộc vào một số thông số, bao gồm hình dạng dụng cụ cắt, độ hở của khuôn / đột, loại vật liệu tấm và độ dày. Thử nghiệm sức căng mép cắt này có thể cung cấp một nghiên cứu so sánh về ảnh hưởng của từng thông số đối với biến dạng đứt gãy như là chỉ số khả năng kéo giãn đối với các điều kiện khác nhau. Không có sự tiếp xúc giữa các dụng cụ và mép trong thử nghiệm này, vì vậy mọi tác động có thể có của ma sát đều được bỏ qua. Biến dạng sẽ được bao gồm trong các phép đo biến dạng tương ứng, nhưng AHSS chứng minh sự cố khuếch tán hạn chế trước khi thất bại trong thử nghiệm này, điều này làm cho phương pháp này trở thành một lựa chọn tốt để phân tích khả năng kéo giãn của AHSS.

2. Kiểm tra uốn bên

Trong thử nghiệm uốn bên (xem Hình 2 ), mẫu dải kim loại được kẹp sao cho hạn chế bị vênh ra khỏi vùng phẳng. Mẫu thử có mép cắt ở mặt ngoài được uốn cong về chốt cán cho đến khi phát hiện vết nứt đầu tiên trên mép.

vật liệu
Hình 2 Trong thử nghiệm uốn bên, mẫu dải kim loại được kẹp để hạn chế bị vênh ra khỏi vùng phẳng (bên trái). Mẫu thử có mép cắt ở mặt ngoài được uốn cong về chốt cán cho đến khi phát hiện vết nứt đầu tiên trên mép (bên phải).

Sự kiện gãy mép được ghi lại bằng hai máy ảnh phản xạ ống kính đơn, kỹ thuật số, tốc độ cao hướng về các khu vực mép và phẳng. Độ biến dạng đứt gãy bắt đầu và xuyên qua chiều dày được đo bằng phương pháp pixel (xem Hình 3 ). Trước khi biến dạng, mặt và mép của mẫu kim loại tấm đã cắt được sơn bằng các chấm đen rất mịn, và những thay đổi hình học về hình dạng của các chấm gây ra bởi biến dạng kéo dài (dẫn đến đứt gãy) được đo và báo cáo là đứt gãy. -căng thẳng.

Hình 3 Thử nghiệm uốn bên sử dụng phương pháp pixel để đo các biến dạng đứt gãy bắt đầu và xuyên qua chiều dày (trái). Các biến dạng này được lập biểu đồ như một chức năng của khe hở cắt cho tấm DP980 1,45 mm (bên phải)

Hình 3 cho thấy kết quả đo biến dạng đứt gãy đối với vật liệu tấm DP980 1,45 mm. Các biến dạng bắt đầu đứt gãy là các biến dạng cục bộ ở gần vết nứt trên mép cắt tại thời điểm bắt đầu đứt gãy. Biểu đồ thể hiện khe hở cắt tối ưu với các giá trị biến dạng cao nhất. Ngoài ra, biên độ giữa các biến dạng đứt gãy bắt đầu và xuyên qua chiều dày thể hiện sức chịu đựng của vật liệu sau khi vết nứt đầu tiên bắt đầu.

Thử nghiệm uốn bên là một phương pháp độc đáo tạo ra biến dạng tương tự như hướng đơn trục trên cạnh nhưng làm giảm ảnh hưởng của sự bẻ cong, mang lại kết quả rõ ràng hơn về biến dạng đứt gãy.

3. Kiểm tra mở rộng lỗ

Thử nghiệm độ giãn nở của lỗ được sử dụng rộng rãi để đánh giá khả năng tạo thành cạnh của vật liệu tấm. Trong thử nghiệm này, một lỗ đột có đường kính 10 mm trải qua quá trình mở rộng lỗ không đối xứng trục với một cú đột hình nón 60 độ cho đến khi xuất hiện vết nứt cạnh xuyên qua chiều dày vật liệu (xem Hình 4 ).

chấn
Hình 4 Trong thử nghiệm độ giãn nở của lỗ, một lỗ đục lỗ có đường kính 10 mm trải qua quá trình mở rộng lỗ không đối xứng trục với một cú đột hình nón 60 độ cho đến khi xuất hiện vết nứt cạnh xuyên qua chiều dày vật liệu.

Thử nghiệm này thường được áp dụng cho các cạnh vật liệu được đục lỗ hoặc bị đâm thủng và không đại diện cho các điều kiện cắt thực tế diễn ra trong khuôn chần hoặc khuôn cắt. Sự khác biệt chính là khả năng uốn vật liệu tấm khi cắt tỉa so với khả năng uốn rất hạn chế trong đục lỗ. Ma sát cũng đóng một vai trò trong phương pháp này, vì cú đấm tiếp xúc trực tiếp với vật liệu tấm, và cấu hình burr-up cho kết quả khác với cấu hình burr-down. Cuối cùng, rất khó để duy trì khe hở đột lỗ / khuôn đồng đều dọc theo chu vi của dụng cụ vì dụng cụ bị lệch và lệch trong quá trình đột.

4. Kiểm tra mái vòm nửa mẫu

Phép thử vòm nửa mẫu (xem Hình 5 ) đánh giá khả năng co dãn mép cắt ở chế độ tạo hình 3D và gấp mép. Cạnh cắt của mẫu thử hình chữ nhật được căn chỉnh dọc theo đường tâm của khuôn, thường được sử dụng cho phép thử chiều cao mái vòm giới hạn. Một cú đấm hình bán cầu làm căng mẫu vật được kẹp cho đến khi vết nứt đầu tiên xuất hiện trên mép của mẫu. Sau đó, các phương pháp phân tích lưới và tương quan hình ảnh kỹ thuật số có thể được sử dụng để đánh giá độ biến dạng hoặc độ mỏng tại chỗ đứt gãy để đo khả năng kéo giãn của mép.

Hình 5 Trong phép thử vòm nửa mẫu, mép cắt của mẫu hình chữ nhật được căn chỉnh dọc theo đường tâm của khuôn. Một cú đấm hình bán cầu làm căng mẫu vật được kẹp cho đến khi vết nứt đầu tiên xuất hiện trên mép của mẫu vật

Căn chỉnh chính xác của mẫu thử với khuôn dập và khuôn dập là rất quan trọng trong thử nghiệm này. Ngoài ra, cần có chất bôi trơn thích hợp giữa quả đấm và mẫu để giảm tác động ma sát.

Hotline Zalo Messenger Up