Устройство для Novel двухосного Тестирования для определения предельного деформирования при горячей штамповке Условия
Summary
Этот протокол предлагает новую двухосную систему тестирования, используемую на резистивном нагреве одноосного растяжения испытательной машины для того, чтобы определить предельное деформирование диаграммы (FLD) из листового металла при горячих условиях штамповки.
Abstract
Горячее тиснение и процесс закалки холодные умирают чаще используются для формирования сложной формы структурных компонент листового металла. Обычные экспериментальные подходы, такие как вне-плоскости и в плоскости испытаний, не применимы к определению формирования пределов при нагревании и быстрые процессы охлаждения вводят перед формованием для испытаний, проведенных в жарких условиях тиснения. Система двухосного испытания нового в плоскости была разработана и использована для определения формирования пределов листового металла на различные траекториях деформации, температурах и скоростях деформации после нагрева и охлаждения процессов в резистивном нагреве одноосной испытательной машины. Основная часть двухосной системы тестирования является двухосным устройством, которое передает одноосное усилие, создаваемое одноосной испытательной машиной с двухосной силой. Один типа крестообразных образца был разработан и проверен для испытания формования алюминиевого сплава 6082 с использованием предлагаемого двухосной системы тестирования. Цифровые имвозраст корреляционная система (ДВС-синдром) с камерой высокоскоростной была использована для проведения измерений деформации образца во время деформации. Цель предлагает эту двухосной систему тестирования, чтобы позволить образующие границы сплава, которые будут определены при различных температурах и скоростях деформации при горячих условиях штамповки.
Introduction
Автомобильная промышленность сталкивается с огромной глобальной проблемой сокращения потребления топлива и минимизацией загрязнения окружающей среды от выбросов транспортных средств. Снижение веса является полезным для повышения производительности автомобилей и может непосредственно сократить потребление энергии 1. Из – за низкой формуемости листовых металлов при комнатной температуре, горячей штамповки и процессов закалки холодной матрицы (называемые горячего тиснения) 2 используются для улучшения формуемости сплавов и , таким образом , чтобы получить сложные компоненты формируются в автомобильной промышленности.
Являющаяся диаграммой предельного деформирования (ДПД) является полезным инструментом для оценки формуемость сплава 3. Вне плоскости тесты, такие как тест Nakazima 4, 5, а в плоскости тесты, такие как тест Марчиняк 6, 7, 8, Aповторно обычных экспериментальных методов для получения FLDS листовых металлов в различных условиях 9, 10, 11. Двухосная испытательная машина сервогидравлической также была использована для исследования формуемости сплавов при комнатной температуре 12, 13.
Тем не менее, ни один из вышеуказанных способов не применимы к испытаниям формуемости при горячих условиях штамповки, так как процесс до формирования требуется наряду с контролем скорости нагрева и охлаждения охлаждения. Температура деформации и скорости деформации трудно получить точно. Таким образом, новая система тестирования формуемости предлагаются в данном исследовании экспериментально определить, образующие границы листовых металлов при нагревании штамповки.
Protocol
Representative Results
Discussion
Обычные методы испытаний формуемости, используемые для определения пределов формирования, как правило, применимы только при комнатной температуре. Представленная методика может быть использована для оценки формуемости металлов для горячего тиснения приложений листа путем введения…
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).
