Denne protokollen foreslår en ny biaksial testsystem som brukes på en motstandsoppvarming uniaksial strekkprøve-maskin for å bestemme formingsgrensen diagrammet (FLD) av metallplater under varme stempling betingelser.
Den varme stempling og kaldpres bråkjølingsprosessen blir stadig mer brukt for å danne komplisert utformede konstruksjonsdeler av metallplater. Konvensjonelle eksperimentelle tilnærminger, for eksempel ut-av-planet og i plan-tester, er ikke anvendelig for bestemmelse av formingsbegrensninger ved oppvarming og rask avkjøling prosesser blir introdusert før formingen for tester utført under varme stempling betingelser. Et nytt i planet biaksialt testsystem ble konstruert og anvendt for bestemmelse av formingsgrensene for metallplater ved forskjellige belastningsbaner, temperaturer og strekkverdier etter oppvarming og avkjølingsprosesser ved en motstandsoppvarming uniaksial prøvemaskin. Kjernen del av den biaksiale testsystemet er en biaksial apparat, som overfører en enakset kraft som tilveiebringes av uniaksial prøvemaskin til en biaksial kraft. En type av korsformede prøvestykke ble utformet og verifisert for formbarheten test av aluminiumlegeringen 6082 ved bruk av det foreslåtte biaksiale testing av systemet. Den digitale imalder korrelasjon (DIC) system med en høyhastighetskamera ble brukt for å ta målinger av strekk en prøve i løpet av en deformasjon. Hensikten med å foreslå denne biaksiale testing system er å gjøre det mulig formingsgrensene for en legering som skal bestemmes ved forskjellige temperaturer og strekkverdier under varme stempling betingelser.
Bilindustrien står overfor et stort globalt utfordring å redusere drivstofforbruket og redusere miljøforurensning fra utslipp fra kjøretøy. Vektreduksjon er gunstig for å forbedre ytelsen til biler og kan direkte redusere energiforbruket 1. På grunn av den lave formbarhet av metallplater ved romtemperatur, varm stempling og kald presslukke prosesser (referert til som varmtrykk) 2 benyttes for å forbedre formbarheten av legeringer og således for å skaffe komplisert utformede komponenter i bilindustrien.
Et formings grense diagram (FLD) er et nyttig verktøy for å evaluere formbarhet av en legering 3. Out-of-plane tester, for eksempel den Nakazima forsøk 4, 5 og i planet tester, for eksempel den Marciniak forsøk 6, 7, 8, enre vanlige eksperimentelle metoder for å oppnå de FLDs av metallplater under forskjellige betingelser 9, 10, 11. En servo-hydraulisk biaksial testing av maskinen har også blitt brukt for å undersøke den formbarhet av legeringer ved værelsetemperatur 12, 13.
Imidlertid er ingen av metodene ovenfor kan anvendes på formbarhetsegenskaper tester under varme stempling betingelser, ettersom en kjøleprosess før forming er nødvendig sammen med kontroll av oppvarmings- og avkjølingshastighetene. Deformasjonen temperatur og tøyning er vanskelig å oppnå nøyaktig. Derfor tilveiebringes en ny formbarhet testsystem som foreslås i denne studien er å bestemme eksperimentelt de danner grensene for metaller ark under varme stempling betingelser.
Konvensjonelle formbarhetsegenskaper testmetoder anvendes for å bestemme formingsgrensene er vanligvis anvendbar bare ved romtemperatur. Den presenterte teknikken kan brukes til å evaluere formbarhet av metaller for varme plate pressing anvendelser ved å innføre en ny biaksial testapparat for en motstandsoppvarming uniaksial prøvemaskin. Dette kan ikke utføres ved hjelp av konvensjonelle metoder for varm stempling anvendelser. Oppsettet av oppvarmings- og kjølesystemer og DIC systemet er kritisk for å kontroller…
The authors have nothing to disclose.
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).”
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 |