評估材料可拉伸性的四種測試方法

眾所周知，應用高能切割技術(包括激光切割，EDM，銑削和水刀切割)可以顯著提高邊緣的可成型性，但是在大批量的鈑金沖壓中，零件的邊緣會通過修整，落料，或打孔進行操作。

在毛刺區(qū)域中已經斷裂并嚴重變形的剪切材料可施加多少拉伸力?可以使用四種測試方法來評估已知材料的剪切邊緣的可拉伸性，提供用于數(shù)值分析的數(shù)據(jù)和信息，以幫助在設計階段選擇材料。

1.剪力拉力試驗

邊緣可成形性可以以金屬片在拉伸條件下的總伸長率的形式進行評估。拉伸條件可以通過對樣品或窄金屬帶(一側代表剪切邊緣)的拉伸試驗來確定。

除總伸長率數(shù)據(jù)外，還使用正方形或圓形網格分析和數(shù)字圖像相關方法來測量斷裂區(qū)域附近和剪切邊緣附近的局部應變，以確定邊緣的可拉伸性。

剪切邊緣的質量取決于幾個參數(shù)，包括剪切工具的幾何形狀，沖頭/模具間隙，板材類型和厚度。該剪切邊緣張力測試可以提供比較研究每個參數(shù)對斷裂應變的影響，作為不同條件下的拉伸指數(shù)。在此測試中，工具與刀刃之間沒有接觸，因此省略了任何可能的摩擦影響。頸縮應變將包括在相應的應變測量中，但是AHSS在此測試中顯示出在失敗之前有限的彌散頸縮，這使該方法成為AHSS拉伸性分析的不錯選擇。

2.彎曲試驗

在側面彎曲測試中，將金屬條樣本夾緊，以防止其彎曲而脫離平面區(qū)域。修剪邊緣在外側的樣品圍繞面杖彎曲，直到在邊緣上檢測到第一個裂紋。

邊緣破裂事件由兩個面向邊緣和平坦區(qū)域的高速數(shù)字單鏡頭反光相機捕獲。斷裂起始和全厚度斷裂應變通過像素化方法進行測量。在變形之前，將剪切的金屬薄板試樣的表面和邊緣涂上非常細的黑點，并測量由于拉伸變形(進而導致斷裂)而導致的點形狀的幾何變化，并記錄為斷裂-起始應變。

顯示了1.45毫米DP980板材的斷裂應變測量結果。斷裂起始應變是在斷裂起始時緊鄰剪切邊緣上的裂紋的局部應變。并顯示了具有最高應變值的最佳切削間隙。同樣，在初始和整個厚度斷裂應變之間的余量表明了第一個裂紋開始后的材料耐力。

側彎試驗是一種獨特的方法，該方法在邊緣上產生與單軸方向相似的應變，但減少了縮頸的影響，從而提供了更清晰的斷裂應變結果。

3.擴孔試驗

擴孔試驗廣泛用于評估板材的邊緣可成形性。在該測試中，直徑為10毫米的沖孔用60度圓錐形沖孔進行軸對稱擴孔，直到在材料厚度上出現(xiàn)邊緣裂紋為止。

該測試通常適用于沖壓或刺穿的材料邊緣，并不代表落料或修整模具中發(fā)生的實際切割條件。主要區(qū)別是與沖孔中非常有限的彎曲相比，修整時彎曲板材的可能性。摩擦在該方法中也起作用，因為沖頭直接與板材接觸，并且毛刺向上的構造與毛刺向下的構造具有不同的結果。最后，由于在打孔操作期間工具未對準和偏斜，因此難以沿著工具的周邊維持均勻的打孔/模具間隙。

4.半樣本半球形測試

半樣品半球形試驗以3D成型和翻邊模式評估剪切邊緣的可拉伸性。矩形試樣的剪切邊緣沿沖模的中心線對齊，通常用于極限球頂高度測試。半球形沖頭使夾緊的樣品變形，直到第一個裂紋出現(xiàn)在樣品的邊緣。然后，可以使用網格分析和數(shù)字圖像相關方法來評估裂縫處的應變或變薄，以測量邊緣的可拉伸性。

在此測試中，樣品與沖頭和模具的準確對準至關重要。另外，在沖頭和樣品之間需要適當?shù)臐櫥瑒┮詼p少摩擦作用。