A جهاز رواية ذو محورين اختبار لتحديد الحد تشكيل تحت الساخن شروط ختم
Summary
يقترح هذا البروتوكول نظام الاختبار ذو محورين رواية المستخدمة في مقاومة تسخين ذو محورين الشد آلة اختبار لتحديد الرسم البياني تشكيل الحد (FLD) من الصفائح المعدنية في ظل ظروف ختم الساخنة.
Abstract
يتم استخدام ختم الساخنة وعملية التبريد يموت القارص لتشكيل المكونات الهيكلية على شكل معقدة من المعادن ورقة. النهج التجريبية التقليدية، مثل الخروج من الطائرة وفي الطائرة الاختبارات، لا ينطبق على تحديد تشكيل حدود عند تسخين ويتم إدخال عمليات التبريد السريع قبل تشكيل لالتجارب التي أجريت في ظل ظروف ختم الساخنة. وقد تم تصميم نظام الاختبار ذو محورين الرواية في الطائرة وتستخدم لتحديد تشكيل حدود الصفائح المعدنية على مختلف مسارات سلالة، ودرجات الحرارة، ومعدلات إجهاد بعد التسخين والتبريد العمليات في المقاومة تسخين آلة الاختبار ذو محورين. الجزء الأساسي من نظام الاختبار ذو محورين هو جهاز ذو محورين، الذي ينقل قوة ذو محورين التي تقدمها آلة الاختبار ذو محورين لقوة ذو محورين. وقد تم تصميم نوع واحد من عينة صليبي والتحقق منها لاختبار القابليه للتشكيل من سبائك الألومنيوم 6082 باستخدام نظام الاختبار ذو محورين المقترحة. ايم الرقميوقد استخدم سن الارتباط (DIC) نظام مع كاميرا عالية السرعة لأخذ القياسات سلالة من عينة خلال تشويه. والهدف من اقتراح هذا النظام الاختبار ذو محورين هو تمكين حدود تشكيل سبيكة يتم تحديدها في مختلف درجات الحرارة ومعدلات الضغط في ظل ظروف ختم الساخنة.
Introduction
وتواجه صناعة السيارات تحديا عالميا كبيرا للحد من استهلاك الوقود والتقليل من التلوث البيئي الناجم عن انبعاثات المركبات. تخفيض الوزن هو مفيد في تحسين أداء السيارات ويمكن أن تقلل من استهلاك الطاقة بشكل مباشر 1. ويرجع ذلك إلى انخفاض القابليه للتشكيل المعادن ورقة في درجة حرارة الغرفة، وختم الساخنة وعمليات التبريد يموت الباردة (ويشار إلى حار ختم) وتستخدم 2 إلى تحسين القابليه للتشكيل من سبائك، وبالتالي الحصول على المكونات على شكل المعقدة في تطبيقات السيارات.
رسم تخطيطي حد تشكيل (FLD) هو أداة مفيدة لتقييم القابليه للتشكيل من سبيكة 3. خارج من الطائرة الاختبارات، مثل اختبار Nakazima 4 و 5 و في الطائرة الاختبارات، مثل اختبار Marciniak 6، 7، 8، وهوإعادة الطرق التجريبية التقليدية للحصول على مجالات آخرى من المعادن ورقة تحت مختلف الظروف 9 و 10 و 11. كما تم استخدم آلة الاختبار ذو محورين، أجهزة هيدروليكية للتحقيق في القابليه للتشكيل السبائك في درجة حرارة الغرفة 12 و 13.
ومع ذلك، فإن أيا من الأساليب المذكورة أعلاه قابلة للتطبيق لاختبارات القابليه للتشكيل في ظل ظروف ختم الساخنة، لأن عملية التبريد قبل مطلوب جنبا إلى جنب مع السيطرة على معدلات التدفئة والتبريد تشكيل. درجة الحرارة تشوه ومعدل سلالة من الصعب الحصول بدقة. لذلك، يقترح نظام اختبار القابليه للتشكيل الرواية في هذه الدراسة لتحديد تجريبيا حدود تشكيل المعادن ورقة في ظل ظروف ختم الساخنة.
Protocol
Representative Results
Discussion
طرق الاختبار القابليه للتشكيل التقليدية المستخدمة لتحديد تشكيل حدود وعادة ما تكون قابلة للتطبيق إلا في درجة حرارة الغرفة. تقنية عرض يمكن استخدامها لتقييم القابليه للتشكيل المعادن لتطبيقات ورقة ختم الساخنة عن طريق إدخال جهاز الفحص ذو محورين جديدا لمقاومة تسخين آلة …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This research was supported by the European Union’s Seventh Framework Programme (FP7/2007-2013) under grant agreement No. 604240, project title “An industrial system enabling the use of a patented, lab-proven materials processing technology for Low Cost forming of Lightweight structures for transportation industries (LoCoLite).”
Materials
| Aluminium Alloy | Smiths Metal | 6082 | Specimens machining |
| Laser cutter | LVD Ltd | HELIUS 25/13 | Laser cutting specimens |
| CNC machine | HAAS Automation | TM-2CE | Machine specimens by milling |
| Vernier caliper | Mitutoyo | 575-481 | Thickness measurement |
| Resistance heating uniaxial testing machine | Dynamic System Inc | Gleeble 3800 | Thermo-mechanical materials simulator |
| High flow quench system | Dynamic System Inc | 38510 | For air cooling |
| Thermocouples | Dynamic System Inc | K type | |
| Nozzles | Indexa | Nozzle flared 1/4 inch bore | |
| Welding cables | LAPP Group | H01N2-D | |
| High-speed camera | Photron | UX50 | For DIC testing |
| Camera lens | Nikon | Micro 200mm | |
| Lamp | Liliput | 150ce | 300W |
| Laptop | HP | Campaq 2530p | For images recording |
| Biaxial testing apparatus | Manufactured independently | All parts were designed and machinced by authors for biaxial testing | |
| Steel | West Yorkshire Steel | H13 | Mateials of the biaxial testing apparatus |
| Image correlation processing software | GOM | ARAMIS | Non-contact measuring system and data post-pocessing |
References
- Karbasian, H., Tekkaya, A. E. A review on hot stamping. J. of Mater. Process. Tech. 210 (15), 2103-2118 (2010).
- Miller, W. S., et al. Recent development in aluminium alloys for the automotive industry. Mater. Sci. and Eng. 280 (1), 37-49 (2000).
- Shao, Z., Li, N., Lin, J., Dean, T. A. Development of a New Biaxial Testing System for Generating Forming Limit Diagrams for Sheet Metals Under Hot Stamping Conditions. Exp. Mech. 56 (9), 1-12 (2016).
- Ayres, R. A., Wenner, M. L. Strain and strain-rate hardening effects in punch stretching of 5182-0 aluminum at elevated temperatures. Metall. Trans. A. 10 (1), 41-46 (1979).
- Shao, Z., et al. Experimental investigation of forming limit curves and deformation features in warm forming of an aluminium alloy. P. I. Mech. Eng. B-J. Eng. , (2016).
- Marciniak, Z., Kuczynski, K. Limit strains in the processes of stretch-forming sheet metal. Int. J. Mech. Sci. 9 (9), 609-620 (1967).
- Li, D., Ghosh, A. K., et al. Biaxial warm forming behavior of aluminum sheet alloys. J. of Mater. Process. Tech. 145 (3), 281-293 (2004).
- Palumbo, G., Sorgente, D., Tricarico, L. The design of a formability test in warm conditions for an AZ31 magnesium alloy avoiding friction and strain rate effects. Int. J. Mach. Tool. Manu. 48 (14), 1535-1545 (2008).
- Raghavan, K. S. A simple technique to generate in-plane forming limit curves and selected applications. Metall. Mater. Trans. A. 26 (8), 2075-2084 (1995).
- Ragab, A. R., Baudelet, B. Forming limit curves: out-of-plane and in-plane stretching. J. Mech. Work. Technol. 6 (4), 267-276 (1982).
- Fan, X. -. b., He, Z. -. b., Zhou, W. -. x., Yuan, S. -. j. Formability and strengthening mechanism of solution treated Al-Mg-Si alloy sheet under hot stamping conditions. J. of Mater. Process. Tech. 228, 179-185 (2016).
- Zidane, I., Guines, D., Léotoing, L., Ragneau, E. Development of an in-plane biaxial test for forming limit curve (FLC) characterization of metallic sheets. Meas. Sci. Technol. 21 (5), 055701 (2010).
- Hannon, A., Tiernan, P. A review of planar biaxial tensile test systems for sheet metal. J. of Mater. Process. Tech. 198 (1-3), 1-13 (2008).
- Garrett, R., Lin, J., Dean, T. An investigation of the effects of solution heat treatment on mechanical properties for AA 6xxx alloys: experimentation and modelling. Int. J. Plasticity. 21 (8), 1640-1657 (2005).
- Milkereit, B., Wanderka, N., Schick, C., Kessler, O. Continuous cooling precipitation diagrams of Al-Mg-Si alloys. Mater. Sci. Eng. A. 550, 87-96 (2012).
- Crammond, G., Boyd, S. W., Dulieu-Barton, J. M. Speckle pattern quality assessment for digital image correlation. Opt. Laser. Eng. 51 (12), 1368-1378 (2013).
