A Novel Biaxial Testing Apparater for fastsettelse av Forming ramme knyttet varm stempling betingelser

Summary

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.

Abstract

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.

Introduction

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.

Protocol

1. Fremstilling av prøver Maskin flat dog beina og korsformede prøver fra kommersielt materiale aluminiumlegering 6082 (AA6082) ved hjelp av en laserskjærer og en datamaskin numerisk kontroll (CNC) fresemaskin (for formbarhetsegenskaper tester ved forskjellige belastningsbaner inkludert enakset, plane belastning, og i lik biaksial strai stater). Måle tykkelsen av hver korsformede prøvestykke og hver hund-bein prøven med en verniercaliper tre ganger i det sentrale bakre parti og beregne gjennom…

Representative Results

Siden FLDs er meget strekkstrekningsavhengige, ble lineariteten av belastningsbanen for hver testtilstand bekreftet ved analysering av DIC resultater; strekk banene er proporsjonal hele deformasjon for hver testbetingelse. Utvalget av den mindre til større belastning forhold tilnærmet -0,37 (uniaksial tilstand) til 0,26 (nær biaksiale tilstand). Ved å behandle data for ulike AA6082 betingelser, og danner grensedata for forskjellige belastningsbaner ble bestemt, og følgelig ble de FL…

Discussion

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…

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