沖壓拉伸的力學分析研究

1、沖壓拉伸的力學分析研究【關(guān)鍵詞】變形階段；解析擬合；硬化指數(shù)將應(yīng)變指數(shù)概念引入塑性的實驗研究從觀測到理論分析，隨著汽車行業(yè)的開展，對金屬薄板材料的拉脹成形性、類超塑性能提出了較高的要求，這些研究發(fā)現(xiàn)宏觀拉伸試驗所反映的材料形變硬化性能與其微觀組織特性親密相關(guān)。為了更準確地描繪與跟蹤材料拉伸成形過程的應(yīng)變硬化特性，深化理解成形硬化性能的微觀組織機理。1.實驗原理板料的沖壓性能指的是板料對各種沖壓加工方法的適應(yīng)才能，板料沖壓才能可以通過直接實驗和間接實驗方法獲得。本實驗采用間接實驗的方法來測定板料的沖壓性能。間接實驗時通過板料的拉伸、壓縮、硬度測試等方法對板料的各種沖壓性能進展分析。這些實驗可以在

2、一般的力學實驗設(shè)備上進展，操作簡單，評價直觀，但所獲取的是反映板料一般沖壓性能的指標參數(shù)，而不是它對某個詳細沖壓工藝的性能。本實驗只用拉伸實驗測定的參數(shù)來評定板料的沖壓性能。通過拉伸實驗，我們可以獲得的板料沖壓性能參數(shù)包括：均勻延伸率：它是在拉伸實驗中開始產(chǎn)生局部集中變形產(chǎn)生縮頸的延伸率。一般情況下，沖壓成形都是在板料的均勻變形范圍內(nèi)進展的，所以可以反映板料的沖壓性能。屈強比：是材料的屈服強度和強度極限的比值。較小的屈強比對所有的沖壓性能都是有利的。在拉伸時，假設(shè)板材的屈服點比較低，那么變形區(qū)的切向壓應(yīng)力較小，材料起皺的趨勢也小，所以防止起皺所需要的壓邊力和摩擦損失都要相應(yīng)的降低，結(jié)果對進步極

3、限變形程度有利。硬化指數(shù)n：它表示在塑性變形中材料硬化的強度。n值大的材料，在同樣的變形程度下，真是應(yīng)力增加的要多。n值大時，在伸長類變形過程中可以使變形均勻化，具有擴展變形區(qū)，減少毛坯的局部變薄和增大極限變形參數(shù)等作用。硬化指數(shù)n的值，可以根據(jù)拉伸試驗結(jié)果所得的硬化曲線，也可以利用具有不同寬度的階梯形拉伸試樣所做的拉伸試驗的結(jié)果，經(jīng)過一定的計算求得。板厚方向性系數(shù)r：它是板料試樣拉伸試驗中寬度應(yīng)變會w與厚度應(yīng)變1的比值，即：1.上式中B0、B、t0、t分別是變形前后試樣的寬度和厚度。說明板材在受單向拉應(yīng)力作用時，板平面方向和厚度方向上的變形難易程度的比較，也就是反響了在一樣的受力條件下板厚方

4、向上的變形性能和板平面方向上的差異。當r1時，板材厚度方向上的變形比寬度方向上的變形困難。因此，r值大的材料，在復雜形狀的曲面零件拉深成形時，毛坯的中間局部在拉應(yīng)力的作用下，厚度方向上變形困難，即變薄量小，從而毛坯中間局部起皺的趨向性降低，有利于沖壓加工的進展和產(chǎn)品質(zhì)量的進步。板平面方向性系數(shù)r：當板料平面內(nèi)不同方向上裁取拉伸試樣時，拉伸試驗中所測得的各種機械性能、物理性能等都不一樣，這就說明在板材平面內(nèi)的機械性能和方向有關(guān)，其程度可以用r表示，其表達式如下：2.板料的塑性平面各向異性常常會使得拉深件口部出現(xiàn)凸耳，凸耳的大小和位置與r有關(guān)，因此r又稱為凸耳系數(shù)。當r0時，說明在0°和

5、90°方向上容易出現(xiàn)凸耳；當r0時，說明在45°方向上易出現(xiàn)凸耳。2.實驗結(jié)果與考慮從理論上分析，r是材料的固有屬性，與測量的方式無關(guān)。但是在實際測量中，取伸長率為15%作為計算背景的時候，試件長度的標距會影響引伸計需要測量的長度，也就是會影響測量的時機，這會使測量得到的r值不同。因此，測量時間長度和寬度變化的標距對r值有影響。 值大的材料對沖壓成形最有利，特別是拉深成形。因為r說明板材在受單向拉應(yīng)力作用時，板平面方向和厚度方向上的變形難易程度的比較，也就是反響了在一樣的受力條件下板厚方向上的變形性能和板平面方向上的差異。當r1時，板材厚度方向上的變形比寬度方向上的變形困難。因此，r值大的材料，在復雜形狀的曲面零件拉深成形時，毛坯的中間局部在拉應(yīng)力的作用下，厚度方向上變形困難，即變薄量小，從而毛坯中間局部起皺的趨向性降低，有利于沖壓加工的進展和產(chǎn)品質(zhì)量的進步。n值大的材料對伸長類變形最有利。因為n值表示材料在塑性變形中的硬化程度。n值大的材料在同樣的變形程度下，真實應(yīng)力增加的多，在伸長變形時，可以使變形均勻化，具有擴展變形區(qū)，減少毛坯的局部變薄和增大極限變形程度。3.完畢語參考文獻3張旺峰，陳瑜眉