《金屬板材不同變形方式下沖壓成形極限減薄率測(cè)試及評(píng)價(jià)方

1、金屬板材不同變形方式下沖壓成形極限減薄率測(cè)試及評(píng)價(jià)方法編制說(shuō)明一、工作簡(jiǎn)況1.1 任務(wù)來(lái)源金屬板材不同變形方式下沖壓成形極限減薄率測(cè)試及評(píng)價(jià)方法團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)是由中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)批準(zhǔn)立項(xiàng)，任務(wù)號(hào)為2018-47。本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)汽車輕量化技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟提出，由寶山鋼鐵股份有限公司、同濟(jì)大學(xué)、泛亞汽車技術(shù)股份有限公司、河鋼集團(tuán)邯鋼公司等共同起草。1.2編制背景與目標(biāo)成形極限圖和減薄率是評(píng)價(jià)材料成形性（開(kāi)裂、起皺）的重要指標(biāo)，零件不同變形區(qū)域呈現(xiàn)不同的應(yīng)變狀態(tài)，成形性與應(yīng)變狀態(tài)相關(guān)。成形極限圖是數(shù)值仿真的重要評(píng)價(jià)依據(jù)，減薄率是汽車廠和零部件廠在評(píng)估材料成形性時(shí)通常會(huì)考慮的一個(gè)指標(biāo)，而當(dāng)前多數(shù)都考慮單一減薄

2、率數(shù)值作為成形性評(píng)價(jià)指標(biāo)，即同一材料（強(qiáng)度級(jí)別）只規(guī)定1個(gè)減薄率，極少考慮變形方式的影響。同時(shí)，零件的邊部成形性與板材的邊部質(zhì)量相關(guān)，特別是一些先進(jìn)超高強(qiáng)鋼材料，尤其敏感。建立一種可以綜合考慮不同變形方式及邊部質(zhì)量下材料極限厚度建薄率測(cè)試方法，是完善當(dāng)前成形性評(píng)價(jià)方法的重要工作，對(duì)汽車廠和零部件廠開(kāi)展零件設(shè)計(jì)和模具開(kāi)發(fā)兼具指導(dǎo)意義1.3主要工作過(guò)程2018年5月 召開(kāi)輕量化團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制定工作討論會(huì)，確定待立標(biāo)準(zhǔn)2018年6月-8月 完成相關(guān)內(nèi)容前期調(diào)研，初步確定標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)參數(shù)和指標(biāo)2018年8月15日 參加標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)評(píng)審，匯報(bào)標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容，專家給予肯定，并提出相關(guān)撰寫意見(jiàn)2018年9月-12月

3、進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)初稿撰寫2018年12月21日 參加中國(guó)汽車學(xué)會(huì)組織的標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新大會(huì)，匯報(bào)了本標(biāo)準(zhǔn)的背景、目標(biāo)和主要內(nèi)容，聽(tīng)取參會(huì)代表意見(jiàn)2019年1月-3月 對(duì)不同材料開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)方法試驗(yàn)，驗(yàn)證方法適用性2019年4月-5月 完成標(biāo)準(zhǔn)初稿，開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)的意見(jiàn)征詢和試用工作二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和主要內(nèi)容本標(biāo)準(zhǔn)制定的金屬板材不同變形方式下沖壓成形極限減薄率測(cè)試及評(píng)價(jià)方法，充分調(diào)研了國(guó)內(nèi)主機(jī)廠和零部件廠對(duì)材料沖壓可成形性評(píng)價(jià)方法的現(xiàn)狀，并對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究進(jìn)展進(jìn)行了檢索，充分吸取、參考現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的良好應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)起草組相關(guān)單位多年積累和對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)約定方法的試驗(yàn)驗(yàn)證，本著科學(xué)性、通用性、指導(dǎo)性的原則進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的編制?？茖W(xué)

4、性原則，本標(biāo)準(zhǔn)提出的方法是在國(guó)內(nèi)和國(guó)外學(xué)者進(jìn)行科學(xué)研究的基礎(chǔ)上，對(duì)其研發(fā)成果的應(yīng)用延伸，對(duì)不同應(yīng)變方式下的減薄率測(cè)試采用何種方法以及邊部開(kāi)裂的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)變測(cè)量，均通過(guò)了相關(guān)理論分析和大量試驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)用性原則，本標(biāo)準(zhǔn)的需求來(lái)自于長(zhǎng)期與主機(jī)廠和零部件廠沖壓工程師，對(duì)其而言，減薄率是使用最為便利和現(xiàn)場(chǎng)最直觀的評(píng)價(jià)指標(biāo)。本標(biāo)準(zhǔn)建議的試驗(yàn)方法可以獲得材料在不同變形方式包括邊部的極限減薄率，試驗(yàn)方法在編制組內(nèi)認(rèn)可，且經(jīng)過(guò)試驗(yàn)材料驗(yàn)證可行。指導(dǎo)性原則，本標(biāo)準(zhǔn)可以指導(dǎo)包括主機(jī)廠、零部件廠和材料供應(yīng)商在內(nèi)的技術(shù)人員基于常規(guī)成形極限圖測(cè)量模具，獲得所需板料的成形失效判據(jù)，試驗(yàn)方法和數(shù)據(jù)處理都相對(duì)簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，所

5、測(cè)結(jié)果可用于數(shù)值仿真和現(xiàn)場(chǎng)沖壓對(duì)零件成形性進(jìn)行評(píng)判。本標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容大體由四個(gè)部分組成，分別為總則、試驗(yàn)原理及條件、試驗(yàn)步驟、結(jié)果處理，具體如下：第一部分：總則，涉及標(biāo)準(zhǔn)1-4章，主要是標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍、引用標(biāo)準(zhǔn)文件，相關(guān)術(shù)語(yǔ)和符號(hào)定義；第二部分：試驗(yàn)原理及條件，涉及標(biāo)準(zhǔn)5-9章，包括方法試驗(yàn)原理、所需的試驗(yàn)設(shè)備及工裝夾具、試樣的制備及試驗(yàn)條件約束等；第三部分：試驗(yàn)步驟，標(biāo)準(zhǔn)第10章，描述了獲得極限減薄率的試驗(yàn)過(guò)程及其中的注意事項(xiàng)；第四部分：結(jié)果處理，涉及標(biāo)準(zhǔn)11-12章，主要是對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù)處理方法以及試驗(yàn)報(bào)告的要求做描述。三、主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）情況分析本標(biāo)準(zhǔn)適合于金屬板材包括鋼板、鋁板等在

6、不同變形方式下極限減薄率的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)，為驗(yàn)證方法的可行性，標(biāo)準(zhǔn)起草組基于推薦的方法對(duì)DP 780、DP980、QP980、QP1180、DP1180等先進(jìn)高強(qiáng)鋼材料開(kāi)展了不同變形方式下的極限減薄率測(cè)試，所用實(shí)驗(yàn)設(shè)備為MTS并配備德國(guó)GOM公司的DIC應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，厚度減薄率采用塑性體積不變?cè)磉M(jìn)行換算，同時(shí)對(duì)一半矩形試樣開(kāi)展Nakajima脹形實(shí)驗(yàn)，邊部極限減薄率的測(cè)量采用千分尺手工完成。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，材料在不同變形方式下失效所允許的極限減薄率是不同的，單拉區(qū)域基本一致，雙拉區(qū)隨著應(yīng)變比的增加，極限減薄率也增大，而邊部開(kāi)裂發(fā)生在沒(méi)有明顯頸縮的情況下，極限減薄率較小，因此很有必要根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)推薦的方

7、法對(duì)各材料建立相應(yīng)的失效判據(jù)，作為成形性評(píng)價(jià)的依據(jù)。四、標(biāo)準(zhǔn)中涉及專利的情況尚無(wú)。五、預(yù)期達(dá)到的社會(huì)效益、對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用的情況通過(guò)此標(biāo)準(zhǔn)的制定和推廣，對(duì)現(xiàn)行金屬材料成形性評(píng)價(jià)方法的有力補(bǔ)充，基于該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)車身常用材料的該數(shù)據(jù)進(jìn)行完善（目前很不完善甚至沒(méi)有），將會(huì)極大提高車廠和零部件廠零件設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)效率。預(yù)計(jì)對(duì)行業(yè)有以下貢獻(xiàn)：完善各車企和鋼廠統(tǒng)一方法的沖壓成形極限減薄率數(shù)據(jù)庫(kù)，指導(dǎo)零件開(kāi)發(fā)；評(píng)價(jià)高強(qiáng)鋼材料對(duì)邊部質(zhì)量的敏感性，優(yōu)化產(chǎn)品和工藝設(shè)計(jì)，推動(dòng)高強(qiáng)鋼冷沖壓應(yīng)用，提升整體輕量化效果六、采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)情況，與國(guó)際、國(guó)外同類標(biāo)準(zhǔn)水平的對(duì)比情況，國(guó)內(nèi)外關(guān)鍵指標(biāo)對(duì)比分析或與測(cè)試的國(guó)外樣品、樣機(jī)的相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)比情況尚無(wú)。七、在標(biāo)準(zhǔn)體系中的位置，與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，特別是強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性本標(biāo)準(zhǔn)符合國(guó)家有關(guān)法律、法規(guī)和相關(guān)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的要求，與現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相協(xié)調(diào)。八、重大分歧意見(jiàn)的處理經(jīng)過(guò)和依據(jù)尚無(wú)。九、標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì)的建議說(shuō)明本標(biāo)準(zhǔn)為中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)，屬于團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，供團(tuán)體內(nèi)部會(huì)員、行業(yè)和國(guó)內(nèi)外自愿使用。十、貫徹標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議嚴(yán)格按照本標(biāo)準(zhǔn)提出的試驗(yàn)方法獲得金屬板材不同變形