汽车工程中的薄板成型

金属薄板必须具备良好的成型性能。典型的成型工艺如深拉伸和拉伸成型,需要标准试验方法加以控制约束。ZwickRoell的BUP系列金属薄板试验机可以在高达1,000 kN试验力下测得所需参数。另一项非常重要且复杂的试验为成形极限曲线的测量,工程师可以根据该曲线来推导出成型过程中应变的上限。ZwickRoell与高度专业化的合作伙伴深入合作,开发出了可以用于记录深拉过程中试样应变的光学测量技术。
01_BUP

热成型

  • 近年来,为了满足更高碰撞安全以及整车减重要求,热冲压技术以已经成为了一种非常重要的热加工成型工艺。
  • 该工艺目的在于使用比传统成型工艺更少的材料,使金属薄板达到或超过传统产品的刚度。
  • 非常多的汽车制造商采取该工艺来制造底盘的结构件,如A柱、B柱、传动轴通道、前后保险杠载体、门槛、车门强化件、侧边件以及车顶框架等。
  • 与传统成型工艺相比,热加工成型更加复杂,同时也可以在更短时间内生产具有更高强度、更复杂几何结构以及更低回弹效应的产品。试验需要从最终产品上取样,然后进行硬度、拉伸以及弯曲试验。

拉伸试验

拉伸试验

简单拉伸试验

ZwickRoell有多种材料试验机用于材料的拉伸试验,试验力最高达2,500 kN;试验机在大载荷下也能得到精确的测量结果。
211_Zugversuch

r值和n值测量

拉伸试验测量r值和n值

通常来说,薄板需要同时具有高延性和高强度特性,拉伸试验中测定的r值和n值可以用来表征薄板的成型性能。n值描述了在塑性变形直至均匀伸长期间的加工硬化,也就是应力增加;r值则描述了垂直方向的各向异性。n值由拉伸应力和应变决定,而确定r值则需要测量试样在拉伸过程中的横向应变。
212_Zugversuch_r-n-Wert

双轴拉伸试验

双轴拉伸试验

试验机的一个独特的功能就是进行双轴拉伸试验,用于测定材料的变形性能。该功能主要用于研究与开发,因为这可以在试样的交点处施加确定的应力并对其进行观测。ZwickRoell生产这些材料试验机以满足客户需求。在大多数情况下,应变是通过非接触式的光学引伸计测量的。ZwickRoell可以提供两种不同的解决方案。ZwickRoell与专业合作伙伴一道,开发出了高精度应变分布测量解决方案。
213_Biax

断裂韧性试验

断裂韧性KIc是金属材料在飞机制造、发电厂建设、汽车工程等安全相关领域应用的一个重要特性。断裂韧性是通过对已有预制裂纹的试样进行试验来测定的,试验期间会对试样不断施加载荷直至其失效。断裂韧性可以通过载荷-变形曲线以及裂纹长度来确定。
Risszähigkeitsprüfung

弯曲试验

3点弯曲试验不仅可以被用来测定材料的弯曲性能,也可以用于对弯曲边缘进行可视化评估。在弯曲试验时,尤其要对焊缝的行为进行观测。ZwickRoell拥有多种弯曲试验工装,结合对夹具的调整改造,可以满足各种测试需求。
215_Biegeprfung

拉延筋试验

该试验目的是测定金属薄板与拉延成型磨具之间的摩擦系数,从而确定该深拉工艺的理想润滑条件,保证避免薄板在深拉过程中产生裂纹,确保得到合理的工艺流程。拉延筋试验装置能够容易地安装到一台标准电子万能材料试验机上。测试中,一根长条金属板(典型尺寸300 mm x 30 mm x 2 mm)被轴向夹持在上标准夹具中,拉延工装处于闭合状态。然后长条试样被穿过拉延工装中进行拉伸。该过程可以自动重复进行,重复次数可以自行定义。拉延工装的夹持力由电子系统控制,可以保证试验结果的精确性和可再现性。工装模具可以被快速更换,用于进行其他要求的测试。
216_Draw-Bead

高速拉伸试验

材料在承受高应变速率是的特性对汽车工业非常重要。在汽车设计中,最重要的考虑因素之一就是材料的高速变形,因为交通事故中材料变形非常快。ZwickRoell的HTM系列高速拉伸材料试验机就可以测定该情况下必要的材料性能。该系列电液伺服材料试验机最高可以达到20m/s的测试速率,试验力高达160 kN。
217_Schnellzerreiss

圆盘弯曲试验

圆盘弯曲试验用于测量车辆壁板材料的弯曲变形行为,从而确定在一些变形工艺(如卷边)或冲击载荷下金属材料的失效点,该试验可以使用3点或4点弯曲试验工装配合材料试验机进行。 
218_Blttchenbiege
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