金属薄板成形极限曲线（FLC ）
测定试验汇报
测试人:
审核人:
日期:
北京航空航天大学
板料成形研究中心
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1引言
中国 XXXX 与北京航空航天大学就 xxx 项目”进行“金属薄板成形极限曲线（FLC）测定试验”专题技术服务合作。北京航空航天大学板料成形中心参考GB/T15825-《金属薄板成形性能与试验方法》标准和试验方法, 对 xxx 提供 xx 种板料进行成形极限曲线（FLC）试验测定, 最终为 XXX 提供该项目板料成形性性能对应试验数据图表。
2测试材料
表 1 .1 测试材料规格参数表
规格（厚度材料
mm ）强度等级（抗
拉 MPa ）
热处理状
备注
态
3测试试验设备与模具
此次成形极限试验设备采取北航自主研发板材成形性能试验机——BCS-30D（图1）。停机采取载荷下降法方法控制。
图1BCS-30D 通用板材成形性能试验机
4.5 成形极限图（FLD ）
4.5.1试验原理: 在试验室条件下测定成形极限图时, 采取刚性凸模对试样进行胀形
方法, 必需时可辅以拉伸试验和液压胀形试验。在采取刚性模胀形试验方法时, 将一侧表面制有网格圆试样放置于模具与压边圈之间, 利用压边力压紧拉深筋以外试样材料, 试样中部在凸模作用下产生变形并形成凸包（见图 1）, 其表面上网格圆发生变形, 当凸包上某个局部产生颈缩或者破裂时停止试验, 测量颈缩区或者破裂区周围网格圆长轴与短轴
尺寸, 由此计算金属薄板许可局部表面极限应变量（ε1、 ε2）或（δ1、 δ2）
。对取得数据点不理想试验件（关键是等双拉区）, 可采取液压胀形方法, 参见 4.3刚模胀形和液压
胀形。
在成形极限试验过程当中, 关键经过两种方法取得不一样应变路径下表面极限应变量。第一个方法是经过改变试样与凸模接触面之间润滑条件, 关键用来测定成形极限图右侧部分（双拉变形区, 即ε1＞0、 ε2≥0 或者δ1＞0、 δ2≥0）。若在试样与凸模之间加以更理想润滑介质, 可较为方便取得靠近于等双拉（ε1=ε2 或者δ1=δ2）区域表面极限应变量, 通常不一样润滑条件选择越多, 试验确定数据点越能反应成形极限曲线。第二种方法是采取不一样宽度试样, 关键用来测定成形极限图左侧部分（拉压变形区, 即ε 1＞0、 ε2≤0 或者δ1＞0、 δ2≤0）。假如试样宽度选择适宜, 能够取得靠近于单向拉伸应变状态（ε1=-2*ε2 或者δ1=-2*δ2）和平面应变状态（ε2=0 或者δ2=0）下表面极限应变量。
4.5.2 试验试样制备
依据试验装置特点和试验原理, 为了预防窄条矩形试样在拉深筋处开裂, 此次试验试样确定为中部稍窄、 两端稍宽阶梯形状, 其尺寸如图 3（单位 mm ）所表示, a=20, 40; b=60,80; c=100,120,140,160; 其中 180mm 宽度试件为 180mm*180mm 方板, 无需加工。试样在线切割机上进行制备, 每种尺寸样件制备 3 个试样。
图 1 FLD 试件及几何尺寸
根据图 3 加工完成以后试样, 进行表面清理, 去除油污和表面脏物, 打磨毛刺、圆角等, 然后进行网格印制。网格采取电腐蚀方法印制其含有清楚度高、不易磨损等优点, 所以此次试验中利用金属电腐蚀仪在FLD 试件表面上用腐蚀法制成直径为2.5mm 圆形网格, 印制完后试件图如图 4 所表示。网格制备完成以后清理板材表面脏物, 确定板材表面干燥,
预防氧化、腐蚀等破坏。
图 2 印制网格后试样
4.5.3试验基础过程
在试样制备工作完成以后, 利用BSC-30D 设备进行刚性凸模胀形试验。试验过程中对凸模表面和试样（无网格一侧）表面进行润滑, 试验过程通常采取国家标准要求润滑剂进行润滑。依据本试验室现有条件, 采取黄油+薄膜（0.04mm）作为润滑剂。预先将润滑剂涂抹（放置）于凸模表面, 试件放置时需将试样无网格一侧表面与凸模相对, 且试件放置需要对称于凸模中心, 润滑剂与试件放置正确后方可进行试验。试验过程中, 预先采取压边力将板材压住（预防材料流动）。另要求出现下述任意情况, 试验无效, 需反复试验。
A: 试样颈缩或者破裂发生在凹模口周围
B: 使用不一样宽度试样时, 试样侧边发生撕裂C:
试样在拉深筋周围破裂
D: 选不出合理临界网格圆
经过以上基础步骤, 选出每个规格合理试验件进行应变测量。又为了使板材应变更靠近于其真实应变, 本组次试验等双拉区点采取液压胀形方法取得。
4.5.4成形极限图（FLD）测定
在完成胀形试验基础之上, 需要进行测量和计算薄板表面极限应变量。需要测量和计算变形圆称之为临界网格圆, 从工程应用见解出发, 临界网格圆选择关键根据以下几点参考:
A: 将位于颈缩区、不过未破裂网格圆作为临界网格圆
B: 将紧靠缩颈或者破裂网格圆作为临界网格圆
C: 将与缩颈或破裂横贯其中之网格圆相邻网格圆作为临界网格圆
e
1 选择网格临界圆时, 为了确保试验结果一致性, 需要确保使用同一个临界网格圆选择方法进行选择, 这么才能使得计算和标绘成形极限图有可靠性。
试样表面上印制网格圆在胀形试验以后关键发生变形有三种方法（见图 7）, 初始圆直径记为 d0, 畸变后网格圆长轴记为 d1、 短轴记为 d2, 并将 d1、 d2 近似视为试样表面内一点上两个主应变方向。
图 3 网格畸变三种方法
经过测量临界网格圆长、 短轴 d1 和 d2, 能够取得表面极限应变, 计算公式如公式1、 公式 2 所表示。
d d 0
*100% 1 d 0 e
d 2 2 d 0
d d 0 *100%
公式 1 ln 1 l （n 1
d 0 1+
e ） 1 ln d 2
d 2 l （n 0 1+
e ） 2 公式 2
以表面应变δ2（或ε2）为横坐标, 表面应变δ1（或ε1）为纵坐标, 建立表面应变坐标系。在δ2-δ1 坐标系中, 习惯将δ2 和δ1 分度百分比取 2:1, 在ε2-ε1 坐标系中二者分度通常相同。将计算网格极限应变值投影于建立表面应变坐标系中, 将她们连接成合适曲线即可取得成形极限图。
此次试验网格变形测量过程在北航 GMASystem 网格应变自动测试系统（如图 7）上进行。该系统测量误差在 0.2%以内, 完全满足测量精度要求。测试过程当中, 首先选择合理变形区域, 然后经过相机进行两个方位摄影, 在 GMASystem 网格应变自动测试系统进行图像识别, 取得变形后试件网格尺寸, 依据公式 1、公式 2 计算应变量, 取得不一样尺寸、不一样润滑条件下试件变形, 将所测量数据点投影于ε2-ε1坐标系中即可取得板材成形极限图。
图 4 GMASystym 网格应变测试分析系统
4.5.5成形极限图（FLD）测试结果
根据图3 测试方法, 利用图4 测试工具, 取得板料应变数据见附表, 再经过专业绘图软件对数据进
行处理, 得到板料FLC 曲线。
样图
XXX 应变数据表
major-strain minor-strain major-strain minor-strain major-strain minor-strain
钣金成形性能 一概论 1 .钣金成形性能研究课题的范围和性质 金属变形的两个明显不同的范畴，弹性与塑性。 金属成形，必须在塑性范围内进行，才可以得到 永久变形，其定义不像弹性那样精确，然而也有 一些解析方法和试验结果，并诞生了塑性理论。 钣金成形必须超过弹性极限，但不应超过缩颈阶 段，因为超过缩颈阶段，特别是出现局部缩颈后 纵然可以得到所要求的形状，但在后续成型工序 及使用中横容易招致破坏。 所以研究的范围主要是限于弹性极限到局部缩 颈点之间的塑性区。对象限与3mm以内的薄板料 1）应力与应变虽然是一个统一体的两面，但 用塑性理论解决问题时，主要是考虑受力及应力状 态，故叫塑性力学。成形性能主要考虑变形及应变 形态，尤其是最大的极限变形状态。 2）由于以上关系，塑性理论解决问题必用的平 衡方程，考虑成形性能时就不见得用到，因为成形 性能主要考虑变形的过程及结果，不是某一个平衡 状态。体积不变条件，是这方面唯一经常用到的条 件 3）工艺参数如极限压延比，是一种工艺的综合 极限指标，成形性能考虑的是各个局部的（极限）变形，两者既有联系，又有区别。 2 .钣金成形性能研究的内容和问题 1）材料加工性能和钣金的成形性能 实践证明，改善材料的加工性能，常常比改进加工方法本身能收到更大的经济效益。图1-2所以，为一个钣金在整个生产过程中，希望能具备的各种加工性能。 钣金加工阶段所需要的加工性能，可叫做冲压性，一般包括冲剪性，成形性和定性性三个方面。 冲剪性是指板材适应冲裁与剪裁加工的能力。80% ~ 90%钣金件的毛料是经冲剪提供的 成形性是指板材适应各种成形加工的能力。大多数钣金零件都需要成形工序，使平板毛料变成具有一定形状的零件。 定形性是指在成形外力卸去后，板料保持其已得形状的能力。由于塑性变形中总包含有弹性分量，外力卸除时，已成形的板料会产生一定的回弹。由于回弹的互相牵制，还会出现残余应力，零件在储存和使用期间，这些残余应力还可能引起零件变形和开裂。 在上述三个方面中，成形性国外研究得最早，最多，也最有实际效果，故我们也首先抓成形性的研究。
塑性成形力学报告 学院：材料学院 班号： 学号： 姓名： 日期： 哈尔滨工业大学
从力学性能预测成型极限曲线 摘要 成形极限曲线（FLC）被用来测量在金属板上局部化的颈缩开始之前的变形量。大多数的成形极限曲线在应变空间中体现，以应力为基础的成形极限曲线具有一定的优势因为它们具有独立的应变路径。目前的研究已经发展出一种方法来计算一条以应力为基础的成形极限曲线。 这项计算的基础数据可以通过一个单向拉伸实验获得。计算取决于参数Z，该参数被认为是在拉伸试验中失稳的转折点。在基勒-布拉切公式的帮助下，成形极限平面应变中的有效应力是参数Z和厚度的函数。从4项实验中得到数据被证实与该功能保持一致。一个被广泛接受的认识是成形极限曲线的左半部是斜度为-1的直线及一个描述材料应力应变行为合适的本构模型。与应变极限曲线左半部相对应的应力极限曲线可以通过计算得到。通过对计算得到的应力极限曲线与直接从应变极限曲线得到的应力极限曲线的比较，我们可以发现这二者达到良好的一致性。通过计算得到的应力极限曲线比通过直接获得的应力极限曲线低15-20MPA。 介绍 以应变为基础的成形极限图表 以应变为基础的成形极限描述了在一个临界局部颈缩形成时平面内主应变的核心，一个临界局部颈缩是衡量一个成形极限图表的失效准则。一个典型的成形极限图表展示了垂直轴线的主要平面应变与水平轴线上的极小应变。在冲压车间中应用的成形极限图表使用工程应变，尽管在绝大多数的研究中采用的是真实应变。成形极限曲线是临界颈缩发生时的那一点，也就是在金属板料变形时施加最小应变产生塑性断口。在拉伸试验中，成形极限曲线中的极限应变可以比标准延伸率更高一些，是因为在双轴金属板发生变形期间，几何约束防止了颈缩现象的发生。对于一个成形极限曲线来说，失效形式是局部颈缩。破坏过程在局部颈缩开始时持续到塑性断口产生时为止。 Keeler and Backofen将局部颈缩描述为一个狭窄条带的变形，在那里主应变分量沿着局部颈缩的轴线等于0而且一个在局部颈缩方位与最大主应力分量之间形成的角度是可 以计算的。Levy andGreen (2002)在理论值与实际值之间揭示了定性关系。 Marciniak and Kuczynski (1978) 将一个局部颈缩描述为一个凹槽，在此处凹槽中的应变沿着非线性的应变路径加速，法向应变分量与凹槽轴线垂直并持续增加，而法向应变分量减为0时，为了拥有一个失效准则，作者引入一个叫做初期缺口的概念，这意味着失效的开始，许多编辑将其视为冶金学破坏的结果。 尽管与机械相关的变形有着相当多的额外的工作任务，以及由局部颈缩引发的一系列失效，长远的讨论被从当前的研究中排除出去，因为重点在于由局部颈缩导致的失效极限。 1.2预测以应变为基础的成形极限曲线 Keeler and Backofen通过回归分析在平面应变成形极限与厚度t以及应变硬化指数n建立了一种关系，Keeler 解释说仅当厚度值高于3.1mm时，初始回归分析才有效。当厚度在3.1mm 和3.5mm之间时，在厚度作用下会有一个逐渐下降的趋势，超过3.5mm厚度的效应会消失，基勒-布拉切等式为
板料成形性能及CAE分析 文献综述 引言 随着强度的提高，高强度钢板塑性变差、成形难度增加。对典型高强度钢板，如DP 钢、TRIP 钢和BH 钢等在汽车上的应用情况进行介绍，介绍了目前处在实验测试阶段的TWIP钢，具有许多优良的性能，只是投入生产中还存在一些尚待解决的问题。对高强度钢板冲压生产时成形性差、回弹严重，以及冲模受力恶劣等常见问题进行了分析，最后对高强度钢板冲压成形性能研究现状和回弹影响因素进行了总结。结果表明，高强度钢板成形性随材料、模具和工艺参数变化而波动，所以须综合研究三者的影响规律，从而提高高强度钢板的成形性能。 1 高强度钢板在汽车上的应用情况 高强度钢板的拉伸强度一般在350MPa 以上，它不但具有较高的拉伸强度，还有较高的屈服点，具有高的减重潜力、高的碰撞吸收能、高的成形性和低的平面各向异性等优点，在汽车上得到了广泛的应用[1]。高强度钢板最初主要用于车身的前保险杠和车门抗侧撞梁。近年来，随着高强度钢板的研制和开发，其成形性、焊接性、疲劳强度和外观质量都有所提高，现在高强度钢板已被广泛用来代替普通钢板制造车身的结构构件和板件[2]。 1. 1 双相钢( DP 钢) DP 钢是由低碳钢或低碳微合金钢经两相区热处理或控轧控冷而得到，其显微组织主要为铁素体和马氏体，马氏体以岛状弥散分布在铁素体机体上，DP 钢的显微组织示意如图1 所示[3]。软的铁素体赋予DP钢较低的屈强比、较大的延伸率，具有优良的塑性; 而硬的马氏体则赋予其高的强度。DP 钢的强度主要由硬的马氏体相的比例来决定，其变化范围为5% ～20%，随着马氏体的含量增加，强度线性增加，强度范围为500 ～ 1 200MPa。目前大量使用的有DP590、DP780，热镀锌合金化DP980 的研发工作正在进行中[4]。
I. 基本知识概述 一、成形极限图 冲压成形性能：板料对冲压成形工艺的适应能力。全面地讲，板料的冲压成形性能包括抗破裂性、贴模性和定形性，故影响因素很多，如材料性能、零件和冲模的几何形状与尺寸，变形条件（变形速度、压边力、摩擦和温度等）以及冲压设备性能和操作水平等。 板料的贴模性指板料在冲压过程中取得模具形状的能力，定形性指零件脱模后保持其在模内既得形状的能力。影响贴模性的因素很多，成形过程中发生的内皱、翘曲、塌陷和鼓起等几何面缺陷会使贴模性降低。影响定形性的诸因素中，回弹是最主要的因素，零件脱模后，常因回弹大而产生较大的形状误差。板料的贴模和定形性好坏与否，是决定零件形状尺寸精确度的重要因素。 目前的冲压生产和板料生产中，仍主要用抗破裂性作为评定板料冲压成形性能的指标。 失稳：板料在成形过程中会出现两种失稳现象，即拉伸失稳和压缩失稳。拉伸失稳是板料在拉应力作用下局部出现颈缩或破裂；压缩失稳是板料在压应力作用下出现皱纹。 成形极限：板料在失稳前可以达到的最大变形程度。成形极限分为总体成形极限和局部成形极限。总体成形极限反映板料失稳前某些特定的总体尺寸可以达到的最大变形程度，如极限拉深系数、极限胀形高度和极限翻边系数等均属于总体成形极限。总体成形极限常用作工艺设计参数。局部成形极限反映板料失稳前局部尺寸可以达到的最大变形程度，如成形时的局部极限应变即属于局部成形极限。 成形极限图（Forming Limit Diagrams,缩写FLD ）是60年代中期由Keeler 和Goodwin 等人提出的。成形极限图（FLD ）是板料在不同应变路径下的局部失稳极限1e 和2e （工程应变）或1ε和2ε（真实应变）构成的条带形区域或曲线，它全面反映了板料在单向和双向拉应力作用下的局部成形极限。成形极限图（FLD ）的提出，为定性和定量研究板料的局部成形性能奠定了基础。在此之前，板料的各种成形性能指标或成形极限大多以试样的某些总体尺寸变化到某种程度（如发生破裂）而确定。这些总体成形性能指标或成形极限不能反映板料上某一局部危险区的变形情况。 图1 成形极限图
成形极限图（FLD） 2009-05-25 11:07:52| 分类：板料成形| 标签：|举报|字号大中小订阅 （一）FLD试验主题内容与适用范围 本标准规定了金属薄板成形极限图（forming limit diagram，编写fld）的实验室测定方法。本标准适用于厚度0.2～3.0mm的金属薄板。 （二）FLD试验单位、符号与名称 （三）FLD试验原理 1 在实验室条件下测定成形极限图时，通常采用刚性凸模对试样进行胀形的方法，必要时可辅以拉伸试验和液压胀形试验。 2 刚性凸模胀形试验时，将一侧表面制有网格圆的试样置于凹模与压边圈之间，利用压边力压紧拉深筋以外的试样材料，试样中部在凸模力作用下产生胀形变形并形成凸包（见图1），其表面上的网格圆发生畸变，当凸包上某个局部产生缩颈或破裂时，停止试验，测量缩颈区（或缩颈区附近）或破裂区附近的网格圆长轴和短轴尺寸，由此计算金属薄板允许的局部表面极限主应变量（e1、e2）或（ε1、ε2）。 注：表面应变指平行于板料平面的二维应变，本标准中的（e1、e2）表示表面工程极限主应变量，（ε1、ε2）表示表面真实极限主应变量。 3 使用下述两种方法可以获得不同应变路径下的表面极限主应变量。 3.l 改变试样与凸模接触面间润滑条件： 主要用来测定成形极限图的右半部分（双拉变形区，即e1＞0、e2≥0或ε1＞0、ε2≥0），如果在试样与凸模之间加衬合适厚度的橡胶（或橡皮）薄垫，可以比较方便地获得接近于等双拉应变状成态（e1＝e2或ε1＝ε2）下的表面极限应变量，通常，不同的润滑条件选择地越多，度验确定的成形极限图越可靠。 3.2 采用不同宽度的试样 主要用来测定成形极限图的左半部分（拉－压变形区，即e1＞0、e2≤0或ε1＞0、ε2≤0），如果试样宽度选择地合适，可以获得接近于单向拉伸应变状态（e1＝-2e2或ε1＝-2ε2）和平面应变状态（e2＝0或ε2＝0）下的表面极限应变量，通常，试样的宽度规格越多，试验确定的成形极限图越可靠。 注：试样长宽尺寸接近时，极限应变量也有可能位于成形极限图的右半部双拉变形区内。 （四）FLD试样 1 根据试验装置特点和试验原理确定试样尺寸、形状和数量。如果使用本标准“网格的制取与模具中 2.1”条推荐的凸模尺寸，则推荐使用边长180mm的方形（或内接圆直径180mm的正多边形，或直径180mm
特种塑性成形—高压成形 （塑性成形工艺大作业）
目录 1高压成形工艺简介及应用实例 (1) 1.1高压成形技术 (1) 1.2应用实例 (2) 1.2.1汽车工业 (2) 1.2.2航空航天 (3) 2应力、应变特点及变形规律分析 (3) 2.1 高压成形工艺流程 (3) 2.2应力、应变特点 (4) 2.2.1充形阶段 (5) 2.2.2成形阶段 (5) 2.2.3整形阶段 (6) 2.3 成形区间及加载路线 (6) 3成形设备 (8) 4常见缺陷形式及预防措施 (9) 4.1 屈曲 (9) 4.2 起皱 (9) 4.3 开裂 (10) 4.3.1弯曲管壁厚分布规律 (10) 4.3.2 过渡区开裂的应力分析 (11) 5高压成形的特点 (12) 6. 研究现状、发展趋势及主要研究机构 (13) 6.1 研究现状 (13) 6.2 发展趋势 (14) 6.3国主要研究机构 (14) 参考文献 (15)
1高压成形工艺简介及应用实例 在节能减排的大形势下，汽车和飞机等运输工具结构轻量化设计的概念应运而生。实现结构轻量化有两条主要途径，即材料和结构途径。材料途径：采用铝合金、镁合金、钛合金和复合材料等轻质材料；结构途径：采用空心变截面、变厚度薄壁壳体、整体等结构。根据统计，对于一定的减重目标，在航天航空领域，采用轻质材料减重的贡献大约为2/3，结构减重的贡献大约为1/3；而在汽车领域，则主要采用结构减重的途径。然而，高压成形是适应结构轻量化发展起来的一种先进制造技术。 1.1高压成形技术 高压成形(Internal High Pressure Forming)是以管材作坯料，通过管材部施加高压液体和轴向补料把管材压入到模具型腔使其成形为所需形状的工件。由于使用乳化液（在水中添加少量的防腐剂等组成）作为水传力介质，又称为管材液压成形（Tube Hydroforming）或水压成形。 按成形零件的种类，高压成形分为三类：（1）变径管高压成形；（2）弯曲轴线构件高压成形；（3）多通管高压成形。 （1）变径管高压成形：变径管是指管件中间一处或几处的管径或周长大于二端管径。其中，如图1.1所示的非对称大截面差管件成形困难，通过轴向进给和压匹配，以及贴模顺序控制，实现截面差120%构件高压成形，突破100%膨胀率的极限值。 图1.1 大膨胀率双锥管件
autoform的FLD分区说明 AUTOFORMFLD AUTOFORM根据板料的材料性能和应变状态将成形极限图分成7个区，它 们分别是： 1. Crack 成形极限曲线(Forming Limit Curve)，实际为板材材料的临界区，在临界区以 n上，板材发生破裂。其平面应变点为FLC,，t(23.314.13)。 00.21 评判标准：,,FLC M 2. Risk of crack： 通常将FLC下降10~20％（此值为Safety Margin％FLC的输入值），增加安全系数。 3. Excessive Thinning 将厚向应变,,,20%（此值为Accept Thinning的输入值）的区域标记t
为过渡减薄区域。但为了增加安全欲度，AUTOFORM对此值进行了修正。 4. Safe 5. Insufficient Stretching AUTOFORM将拉延不充分分为2类： 1板料的厚向应变,,2%（此值为Required Thinning）。 t ）（此值为Acceptable ,0.01 Thickening） 6. Wrinkle Tendency 1，r2板料受压应力作用，但主，副应变都很小（当，板料处于单轴拉伸的应变状态。此应变,,,,,即,,,r,Mmmtr 状态为AUTODFORM判断起皱趋势的临界区。即当时，板料厚,,,,,r,Mmt度减小，有起皱趋势。 评判标准：,,,,,r,或(1，r),,,,r, Mmttmt 7. Wrinkle 当,,,,时，,,0，此时板料处于纯剪切的应变状态。此应变状态为Mmt 板料厚度变化的临界区，也是AUTOFORM判断起皱的标准。 ,,,,，,,0，厚度增加；标记为起皱区域 Mmt ,,,,，,,0，厚度减小。 Mmt 评判标准：,,,, Mm
基于应变和应力的1060铝合金板成形极限比较分析 方刚;刘清俊;雷丽萍;曾攀 【期刊名称】《中国有色金属学报（英文版）》 【年(卷),期】2012(022)0z2 【摘要】研究了线性和非线性应变路径下铝合金1060的成形限图（FLD）和成型极限应力图（FLSD）。FLSD的计算基于实验FLD使用StoTouson.different的方法变化随着应变路径，FLSD对应变路径不敏感。因此，FLSD作为多级板材成形的成形限制标准是方便的。通过比较山的48，还讨论了材料收益率标准对FLSD的影响。，山的79和Hosford非二次标准。分析了物质化硬化法（VOCE 和SWIFT模型）对FLD和FLSD翻译的影响。VOCE硬化法和Hosford产量标准适用于铝合金的FLSD计算1060.在MATLAB上开发了FLD和FLSD的应力计算程序和显示界面，其中应从实验测量或FEM计算中输入应变数据。％通知线路和绕线性应变路径的板料成形，研究1060铝合金的成型图象（FLD）和成功极力表（FLSD）。利用Stoughton方法，基因板料成实验中间的应变应变的应变。结果说明：对于1060铝合金板料，fld与应变路径是相关的，而flsd对应变路径却不敏感，所以flsd可很方向地作为多重过山的48，希尔79和Hosford非二次式3种材料屈服准则，分析了它们从FLD到FLSD转换对应力计算的影响，Hosford 非二次式屈服准则更适合1060铝合金的FLSD计算。通过与单向拉伸实验数据的比较，材料材料化准则中voce准则准则比比比比准则更适适该材料。在Matlab 上开发了应变应变。在Matlab上开发了应变应变到以及fld和flsd显示的程序，通讯输入显示中间的应变数得出fld和氟氯虫。 【总页数】7页(P343-349)
成形极限图的原理及应用 引言 成形极限图是在金属材料的成形加工过程中常用的一种分析工具。它通过对金属材料在拉伸过程中的变形行为进行实验和数学建模，可以帮助工程师们更好地了解材料的成形极限，从而进行优化设计和预测形变过程中可能出现的问题。本文将介绍成形极限图的原理以及在工程实践中的应用。 原理 成形极限图是通过实验和数学模型得到的一种图表，它描述了金属材料在成形过程中的变形特性。在金属材料的拉伸过程中，会发生两种类型的变形：弹性变形和塑性变形。 弹性变形 弹性变形是指金属材料在受力后能恢复到原来形状的一种变形方式。在弹性变形阶段，应力与应变之间呈线性关系，称为胡克定律。弹性变形的应变是可逆的，即一旦去掉作用力，材料会恢复到原来的形状。 塑性变形 塑性变形是指金属材料在受力后不能完全恢复到原来形状的一种变形方式。在塑性变形阶段，应力与应变之间的关系不再呈线性，而是呈现出非线性的行为。塑性变形的应变是不可逆的，一旦发生变形，材料的形状就会永久改变。 成形极限图 成形极限图是描述金属材料塑性变形特性的图表。它以应力和应变为坐标轴，绘制材料在拉伸过程中的应力-应变曲线。通过实验获得材料的应力-应变数据，可以绘制出成形极限图。成形极限图通常是一条曲线，其中包含了两个重要的参数：屈服强度和断裂强度。 屈服强度 屈服强度是指金属材料在拉伸过程中开始发生塑性变形时的应力值。在成形极限图上，屈服强度位于曲线的起点处。屈服强度通常用屈服强度值或屈服点标记表示，是衡量材料抗拉强度的一个重要参数。
断裂强度 断裂强度是指金属材料在拉伸过程中完全断裂时的应力值。在成形极限图上， 断裂强度位于曲线的终点处。断裂强度是衡量材料脆性和韧性的一个重要指标，一般来说，断裂强度越高，材料的韧性越好。 应用 成形极限图在工程实践中有着广泛的应用。以下列举了几个常见的应用领域： 1.材料选择与优化：通过绘制成形极限图，工程师们可以比较不同材 料的成形性能，选择最合适的材料进行工程设计。同时，成形极限图还可以用来进行材料的优化设计，以提高材料的成形能力和轻量化程度。 2.成形工艺设计：成形极限图可以帮助工程师们评估不同成形工艺对 材料的影响。通过分析成形极限图上的曲线特征，可以确定适合的成形工艺参数，从而保证成形过程的质量和效率。 3.模具设计：成形极限图也可以用于模具设计中。通过分析材料在成 形过程中的变形行为，可以确定模具的形状、尺寸和材料，以保证成形过程的稳定性和产品质量。 4.预测成形过程中可能出现的问题：成形极限图可以帮助工程师们预 测成形过程中可能出现的问题，如材料的拉伸失稳、局部屈服等。通过分析成形极限图上的曲线形状和变化趋势，可以提前采取相应的措施来避免问题的发生。 总结 成形极限图是一种有效的工具，用于分析金属材料在成形过程中的塑性变形特性。通过绘制成形极限图，可以评估材料的屈服强度和断裂强度，并应用于材料选择、成形工艺设计、模具设计以及问题预测等方面。在工程实践中，成形极限图广泛应用于金属材料的成形加工过程中，对于优化设计和提高产品质量具有重要意义。
冷轧深冲钢的综合成形性能研究 赵春晖;吴青松 【摘要】The formability of cold-rolled deep-drawing steel (IF steel) is considered to be the most im-portant factor in its stamping process to ensure the quality of machine parts .The basic formability and simulating formability of IF steel is studied by the static tensile test ,texture and forming limit test .The results show that IF steel has excellent mechanical properties ,high elongation ,strain hardening exponent (n-value) ,plastic strain ratio (r-value) and low degree of planar anisotropy .In addition ,IF steel has high level of the forming limit with high safety margin in the case of deep drawing and complex deformation .%冷轧深冲钢（即IF钢）的成形性能是其冲压加工时保证零件质量最重要的因素。通过静态拉伸、织构分析、成形极限等试验方法，分别研究了IF钢的基本成形性能和模拟成形性能。试验结果表明：IF钢具有优异的力学性能、高的延伸率、高的应变硬化指数、高的塑性应变比以及低的平面各向异性度。此外，IF钢的成形极限较高，深冲及复杂变形时有较高的安全裕度。 【期刊名称】《武汉工程职业技术学院学报》 【年(卷),期】2014(000)003 【总页数】4页(P1-4) 【关键词】冷轧深冲钢;IF钢;成形性能;应变硬化指数n值;塑性应变比r值;成形极限
基于DIC的铝合金6016成形极限试验研究 陈天明;严大伟;李娟 【摘要】The forming limit diagram of AA6016 is investigated with digital imagination correlation system and the basic performance parameters are got from the tensile test.According to this parameters,swift's diffuse instability theories,Hill's totalized instability the-ories and keeler formula are used to predict the forming limit diagram of this material.The result shows that the theoretical results pre-dicted with Keeler formula are the most close to the data obtained from the experiment.%基于计算机视觉的应变测量系统对退火态铝合金6016进行了成形极限试验研究,并通过单向拉伸试验得到了材料的基本性能参数,利用这些参数根据Swift分散性失稳理论以及Hill集中性失稳理论预测得到了该材料的成形极限图.试验结果与预测结果对比,表明keeler公式的理论预测结果最为接近试验得到的数据. 【期刊名称】《机械制造与自动化》 【年(卷),期】2018(000)002 【总页数】3页(P54-56) 【关键词】铝合金;成形极限试验;视觉测量;理论预测 【作者】陈天明;严大伟;李娟 【作者单位】南京航空航天大学,江苏南京210016;南京航空航天大学,江苏南京210016;南京航空航天大学,江苏南京210016
GH600合金薄板成形极限研究 张成祥;陈明和;雷晓晶;胡思嘉;吴亚凤 【期刊名称】《航空材料学报》 【年(卷),期】2015(035)006 【摘要】通过实验,获得了GH600合金薄板的成形极限图(FLD),建立了其成形极限图的函数模型,并将实验基础上获得的FLD函数模型与专用有限元软件DYNAFORM中利用Keeler公式自动生成的FLD作为模拟时破裂的判据,模拟研究了GH600合金筒形件的拉深和杯突实验过程,将模拟结果与实验结果进行对比.结果表明:利用Keeler 公式自动生成的成形极限图与实验获得的FLD数据差别较大,实验获得的FLD作为DYNAFORM模拟时的破裂判据,能更准确的预测GH600合金薄板成形过程中的破裂问题.实验所得成形极限图(FLD)和所建立的函数模型为该类板材成形过程的数值模拟提供了重要的依据. 【总页数】6页(P35-40) 【作者】张成祥;陈明和;雷晓晶;胡思嘉;吴亚凤 【作者单位】南京航空航天大学机电学院,南京210016;南京航空航天大学机电学院,南京210016;西安航空发动机集团有限公司,西安710021;西安航空发动机集团有限公司,西安710021;西安航空发动机集团有限公司,西安710021 【正文语种】中文 【中图分类】TG146.1+5 【相关文献】
1.复合镍涂层薄板成形极限应力图的理论计算 [J], 周里群;龙文宝;李玉平;毛昭明 2.双线性应变路径下St14-T冷轧薄板成形极限研究 [J], 蒋浩民;陈新平;俞宁峰;万敏 3.GH600合金规模化生产实践及发展民用高温合金的体会 [J], 雷德江;张红斌;刘永新;李守军;刘华康;王剑志;李生国 4.航天用GH600合金精细薄壁管的清洗工艺研究 [J], 张照法;涂德宁 5.成形极限图左半部薄板失稳行为与极限应变——失稳过程实验研究 [J], 陈光南;沈还;胡世光 因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买
各向同性硬化参数对板料成形极限曲线计算结果的影响 板料的成形极限曲线可以通过材料的本构方程结合塑性失稳理论进行计算得到。本文使用了金属的弹塑性本构模型结合极限点分叉理论进行计算，研究了各向同性硬化指数n及强度系数k对金属材料的成形极限的影响。 标签：各向同性硬化参数;成形极限曲线;塑性失稳理论 1 导论 板料的成形极限反映了它在加工达到塑性失稳前能获得的最大的变形程度，是板材成形的重要性能指标。1965年Keeler[1]及Goodwin[2]提出的以极限应变构成的成形极限曲线（Forming Limit Curve，FLC）为定量衡量板材拉伸失稳极限提供了一种简便实用的工具，至今仍广泛应用于板材成形领域。成形极限曲线可以通过试验测定和理论计算两种方法获得，其中理论计算主要是通过采用不同的屈服准则和塑性本构关系，利用拉伸失稳准则作为颈缩或断裂发生的判据来进行的[3]。随着有限元法及计算机技术的发展，板材成形极限图的理论计算更容易实现，其应用也更加广泛。 材料的应变硬化能力决定了材料在颈缩前依靠硬化使材料均匀变形的能力的大小，显然，材料的应变硬化参数对它的成形极限有着很大的影响。本文用弹塑性本构模型表征材料的力学行为，以极限点分叉理论作为颈缩发生的判据，使用ABAQUS进行了金属材料的成形极限曲线的预测计算，通过控制变量法研究了各向同性硬化指数n及强度参数k对成形极限曲线计算结果的影响。 2 材料的力学行为 计算使用的材料为弹塑性材料。当金属材料经历大变形时，其弹性变形远小于塑性变形，其力学行为一般采用次弹塑性模型来表征[4]，次弹性响应定律为： （1） 其中，为柯西应力张量的Jaumann客观率;C为四阶弹性切线模量张量，它具有主对称性与次对称性;D表示总变形率张量，即速度梯度张量的对称部分;De 与Dp则分别表示变形率张量的弹性部分及塑性部分。该材料满足塑性流动法则： （2） 其中表示标量塑性流动率，它确定了塑性变形率的大小;表示塑性流动势，对于金属材料，取塑性流动势与屈服函数f相同。材料服从Mises各向同性屈服准则： （3）
DP600高强钢板冲压成形性能数字图像相关实验研究 高馨月;李秋;于强 【摘要】联合数字图像相关方法和不同宽度试样的杯突实验研究了DP600高强度钢的成形性能.基于试样冲压成形过程中的全场应变分布、冲压至破裂所用时间和极限应变随试样宽度的变化、经过和远离裂纹的截线长度变化等数据结果,分析了DP600钢冲压变形过程中的应变分布、演化规律,及其与试样缩颈和破裂之间的关联.结果表明:加载应变路径影响DP600钢的成形性能;DP600钢在冲压至破坏过程中先后经历了均匀变形、分散性失稳和集中性失稳过程.本研究为DP600高强度钢的冲压加工设计和应用提供了理论依据.%The forming properties of DP600 high strength steel were studied by joint digital image correlation method and cupping experiment of different width samples. The strain distribution during the stamping deformation of DP600 steel was analyzed by the full field strain distribution, the time taken from stamping to rupture and the variation of the ultimate strain with the width of the specimen, and the variation of the length of the section passing through and away from the fracture point, evolutionary laws, and their association with specimen necking and rupture. The results show that the loading strain path affects the forming properties of DP600 steel. DP600 steel has experienced uniform deformation, dispersion instability and concentrated instability in the process of stamping to failure. This study provides a theoretical basis for the design and application of DP600 high strength steel stamping.【期刊名称】《装备制造技术》
金属薄板成形极限曲线（FLC） 测定试验汇报 测试人: 审核人: 日期: 北京航空航天大学 板料成形研究中心 QQ:
1 引言 中国XXXX与北京航空航天大学就xxx项目”进行“金属薄板成形极限曲线（FLC）测定试验”专题技术服务合作。北京航空航天大学板料成形中心参考GB/T15825-《金属薄板成形性能与试验方法》标准和试验方法, 对xxx提供xx种板料进行成形极限曲线（FLC）试验测定, 最终为XXX提供该项目板料成形性性能对应试验数据图表。 2测试材料 表1 .1 测试材料规格参数表 材料规格（厚度 mm） 强度等级（抗 拉MPa） 热处理状 态 备注 3测试试验设备与模具 此次成形极限试验设备采取北航自主研发板材成形性能试验机——BCS-30D（图1）。停机采取载荷下降法方法控制。 图1 BCS-30D通用板材成形性能试验机 4.5 成形极限图（FLD） 4.5.1试验原理: 在试验室条件下测定成形极限图时, 采取刚性凸模对试样进行胀形
方法, 必需时可辅以拉伸试验和液压胀形试验。在采取刚性模胀形试验方法时, 将一侧表面制有网格圆试样放置于模具与压边圈之间, 利用压边力压紧拉深筋以外试样材料, 试样中部在凸模作用下产生变形并形成凸包（见图1）, 其表面上网格圆发生变形, 当凸包上某个局部产生颈缩或者破裂时停止试验, 测量颈缩区或者破裂区周围网格圆长轴与短轴 尺寸, 由此计算金属薄板许可局部表面极限应变量（ε1、ε2）或（δ1、δ2）。对取得数据点不理想试验件（关键是等双拉区）, 可采取液压胀形方法, 参见4.3刚模胀形和液压胀形。 在成形极限试验过程当中, 关键经过两种方法取得不一样应变路径下表面极限应变量。第一个方法是经过改变试样与凸模接触面之间润滑条件, 关键用来测定成形极限图右侧部分（双拉变形区, 即ε1＞0、ε2≥0或者δ1＞0、δ2≥0）。若在试样与凸模之间加以更理想润滑介质, 可较为方便取得靠近于等双拉（ε1=ε2或者δ1=δ2）区域表面极限应变量, 通常不一样润滑条件选择越多, 试验确定数据点越能反应成形极限曲线。第二种方法是采取不一样宽度试样, 关键用来测定成形极限图左侧部分（拉压变形区, 即ε1＞0、ε2≤0或者δ1＞0、δ2≤0）。假如试样宽度选择适宜, 能够取得靠近于单向拉伸应变状态（ε1=-2*ε2或者δ1=-2*δ2）和平面应变状态（ε2=0或者δ2=0）下表面极限应变量。 4.5.2 试验试样制备 依据试验装置特点和试验原理, 为了预防窄条矩形试样在拉深筋处开裂, 此次试验试样确定为中部稍窄、两端稍宽阶梯形状, 其尺寸如图3（单位mm）所表示, a=20, 40; b=60,80; c=100,120,140,160; 其中180mm宽度试件为180mm*180mm方板, 无需加工。试样在线切割机上进行制备, 每种尺寸样件制备3个试样。
成形极限图试验 成形极限图（FLD）或成形极限曲线（FLC）是板料冲压成形性能发展过程中的较新成果. 成形极限图的试验方法如下所述： 1）在试验用坯料上制备好坐标网格； 2）以一定的加载方式使坯料产生胀形变形，测出试件破裂或失稳时的应变ε1、ε2（长、短轴方向）； 3）改变坯料尺寸或加载条件，重复2）项试验，测得另一状态下的ε 1、ε 2 ； 4）取得一定量的数值后，在平面坐标图上描绘出各试验点，然后圆滑连线，作出FLD.成形极限曲线将整个图形分成如1所示的三部分：安全区、破裂区及临界区. 图1 成形极限图及其用法 于大型复杂薄板冲压件成形时,凹模内毛坯产生破裂的情况较多.这一部分毛坯一般是在拉应力作用下成形的，变形区内产生的断裂是延性断裂.掌握板材拉伸失稳理论，利用成形极限图，可以对这种破坏问题较快地作出判断，找出原因，提出相应的解决办法.拉伸失稳理论是计算建立成形极限图的基础.拉伸失稳是指在拉应力作用下，材料在板平面方向内失去了塑性变形稳定性而产生缩颈，并随这发生破裂.拉伸失稳可分为分散失稳和集中失稳两种.分散性失稳是指板料的塑性变形达到一定程度后，变形开始出现在材料内某些性能不均匀或厚度不均匀的部位，载荷开始随变形程度增大而减小，由于应变硬化，这些缩颈能在一定的尺寸范围内转移，使材料在这个范围内产生一种亚稳定的塑性流动，故载荷下降比较缓慢.但由于材料的硬化增强，变形抗力又有所提高，最后，最薄弱的环节逐渐显示出来，缩颈就逐步集中到某一狭窄区段，这样就逐渐形成了集中失稳.产生集中失稳时，缩颈点也不能再转移出去，此时金属产生不稳定流动，由于这时承载面急剧减小，变形；力也就急剧下降，很快就异致破坏.成形极限是指材料不发生塑性失稳破坏时的极限应变值.但由于目前失稳理论的计算值还不能准确反映实际冲压成形中毛坯的变形极限，在实际生产中普遍应用由实验得到的成形极限图.成形极限图（FLD），也称成形极限线（FLC）是对板材成形性能的一种定量描述，同时也是对冲压工艺成败性的一种判断曲线.它比用总体成形极限参数，如胀形系数、翻边系数等来判断是否能成形更为方便而准确. 成形极限图（FLD）是板材在不同应变路径下的局部失稳极限应变和（相对应变）或和（真实应变）构成的条带形区域或曲线
AZ31镁合金板材温热电磁成形能力 孟正华;黄尚宇;胡建华;胡婷婷 【摘要】EMF and warm forming were combined to improve the formability of Mg alloy sheets herein. The limit strains of AZ31 magnesium sheet using warm and electromagnetic forming (WEMF)at different temperatures (25-230℃) were obtained. The forming limit diagrams (FLD) of AZ31 magnesium sheet under WEMF conditions were established to contrast with FLDs of traditional warm forming. The results show that: the forming limit of AZ31 sheet of WEMF increases with the temperature; in comparison with EMF and warm forming respectively, WEMF improves the formability of Mg alloy sheets.%将电磁成形和温热成形方法相结合,以AZ31镁合金板材为对象,测试了25℃至230℃内AZ31镁合金板材的极限应变,得到了 AZ31镁合金板材在温热电磁成形条件下的成形极限图.温热电磁成形条件下的成形与准静态胀形结果对比表明:随温度提高,镁合金板材温热电磁成形的极限得到提高;相比于单一电磁成形和单一温成形,温热电磁成形可获得更大的极限变形,从而有利于提高材料的成形能力. 【期刊名称】《中国机械工程》 【年(卷),期】2011(022)002 【总页数】4页(P239-242) 【关键词】镁合金;成形能力;电磁成形;成形极限图 【作者】孟正华;黄尚宇;胡建华;胡婷婷