गर्म मुद्रांकन शर्तों के तहत बनाने सीमा का निर्धारण के लिए एक नोवल Biaxial परीक्षण उपकरण
Summary
यह प्रोटोकॉल एक प्रतिरोध क्रम गर्म मुद्रांकन परिस्थितियों में चादर धातुओं के गठन सीमा आरेख (FLD) निर्धारित करने के लिए एक अक्षीय तन्यता परीक्षण मशीन गर्म करने पर इस्तेमाल किया एक उपन्यास द्विअक्षीय परीक्षण प्रणाली का प्रस्ताव है।
Abstract
गर्म मुद्रांकन और ठंडे मरने शमन प्रक्रिया तेजी से चादर धातुओं के जटिल आकार का संरचनात्मक घटक के रूप में प्रयोग किया जाता है। इस तरह के बाहर के विमान और विमान में परीक्षण के रूप में पारंपरिक प्रयोगात्मक दृष्टिकोण है, सीमाएं बनाने जब हीटिंग और तेजी से ठंडा करने की प्रक्रिया गर्म मुद्रांकन परिस्थितियों में परीक्षणों के लिए बनाने के लिए पहले शुरू की कर रहे हैं के निर्धारण के लिए लागू नहीं कर रहे हैं। एक विमान में उपन्यास द्विअक्षीय परीक्षण प्रणाली बनाया गया है और एक प्रतिरोध हीटिंग अक्षीय परीक्षण मशीन में हीटिंग और प्रक्रियाओं ठंडा होने के बाद विभिन्न तनाव पथ, तापमान, और तनाव दरों पर चादर धातुओं की सीमा के गठन के निर्धारण के लिए इस्तेमाल किया गया था। द्विअक्षीय परीक्षण प्रणाली के मूल भाग एक द्विअक्षीय उपकरण है, जो एक अक्षीय एक द्विअक्षीय बल के एक अक्षीय परीक्षण मशीन द्वारा प्रदान की शक्ति हस्तांतरित कर देता है। सलीब के नमूना का एक प्रकार बनाया गया है और प्रस्तावित द्विअक्षीय परीक्षण प्रणाली का उपयोग कर एल्यूमीनियम मिश्र धातु 6082 के प्रपत्र परीक्षण के लिए सत्यापित किया गया था। डिजिटल imउम्र सहसंबंध (डीआईसी) एक उच्च गति कैमरा के साथ प्रणाली एक विरूपण के दौरान एक नमूना के तनाव माप लेने के लिए इस्तेमाल किया गया था। इस द्विअक्षीय परीक्षण प्रणाली का प्रस्ताव का उद्देश्य एक मिश्र धातु के गठन सीमा गर्म मुद्रांकन शर्तों के तहत विभिन्न तापमान और तनाव दर पर निर्धारित किया जा करने के लिए सक्षम बनाना है।
Introduction
मोटर वाहन उद्योग ईंधन की खपत को कम करने और वाहन उत्सर्जन से पर्यावरण प्रदूषण को कम करने की एक बड़ी वैश्विक चुनौती का सामना कर रहा है। वजन कम करने ऑटोमोबाइल के प्रदर्शन को सुधारने के लिए फायदेमंद है और सीधे ऊर्जा की खपत को कम कर सकते हैं 1। कमरे के तापमान, गर्म मुद्रांकन और ठंडे मरने शमन प्रक्रियाओं पर चादर धातुओं के कम प्रपत्र के कारण 2 मिश्र की formability सुधार करने के लिए इस प्रकार ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों में जटिल आकार का घटकों प्राप्त करने के लिए इस्तेमाल कर रहे हैं (के रूप में गर्म मुद्रांकन कहा जाता है)।
एक के गठन सीमा आरेख (FLD) एक मिश्र धातु 3 की formability मूल्यांकन करने के लिए एक उपयोगी उपकरण है। इस तरह के Nakazima परीक्षण के रूप में बाहर के विमान परीक्षण, 4, 5, और विमान में इस तरह के रूप Marciniak परीक्षण 6, 7, 8, एक परीक्षण,पारंपरिक प्रयोगात्मक विधियों फिर से विभिन्न स्थितियों 9, 10, 11 के तहत चादर धातुओं के FLDs प्राप्त करने के लिए। एक इमदादी-हाइड्रोलिक द्विअक्षीय परीक्षण मशीन भी कमरे के तापमान 12, 13 में मिश्र की formability जांच करने के लिए इस्तेमाल किया गया है।
हालांकि, उपरोक्त विधियों में से कोई भी, गर्म मुद्रांकन शर्तों के तहत प्रपत्र परीक्षण पर लागू होते हैं एक ठंडा करने की प्रक्रिया के गठन हीटिंग और ठंडा दरों के नियंत्रण के साथ की आवश्यकता है के लिए पहले के बाद से। विरूपण तापमान और तनाव दर सही रूप में प्राप्त करने के लिए मुश्किल हो जाता है। इसलिए, एक उपन्यास प्रपत्र परीक्षण प्रणाली इस अध्ययन में प्रस्तावित किया गया है प्रयोगात्मक गर्म मुद्रांकन परिस्थितियों में चादर धातुओं के गठन सीमा निर्धारित करने के लिए।
Protocol
Representative Results
Discussion
परम्परागत प्रपत्र परीक्षण सीमा के गठन निर्धारित करने के लिए इस्तेमाल किया तरीकों आमतौर पर केवल कमरे के तापमान पर लागू होते हैं। प्रस्तुत तकनीक एक प्रतिरोध हीटिंग अक्षीय परीक्षण मशीन के लिए एक उपन्य?…
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).
