一种测定金属冲压板材塑性应变比值的方法技术

一种测定金属冲压板材塑性应变比值的方法，包括理论ｒ值的标定和实施宏观ｒ值计算两部分。理论ｒ值的标定过程中要实验测量金属冲压板材不同方向的宏观ｒ值和该金属板材各织构组分的体积量Ｖ↓［ｊ］，选择塑性变形模型计算各织构组分的理论值Ｒ↓［ｉｊ］。用最小二乘法及板材宏观ｒ值的理论计算公式：ｒ↓［ｉ］＝＊Ｒ↓［ｉｊ］Ｖ↓［ｊ］ｋ↓［ｊ］＋＊Ｖ↓［ｊ］（１－ｋ↓［ｊ］）＝１＋＊（Ｒ↓［ｉｊ］－１）.Ｖ↓［ｊ］ｋ↓［ｊ］回归计算出对应各织构组分的ｋ↓［ｊ］参数；实施宏观ｒ值计算过程中，根据从宏观ｒ值未知的同类金属板材中测量到的各织构组分体积量，依照上式直接、无损地计算出金属板材不同方向的宏观ｒ值。采用本方法计算值与实测值的误差小于１０％，可以同时满足工业生产对宏观ｒ值计算的高速度和高精度的要求，为在工业生产线上快速、准确、连续、无损地检测冲压金属板材的宏观ｒ值提供可靠的技术支持。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属金属加工领域，特别涉及金属冲压板材的塑性应变比r值的测定。
技术介绍
深冲压金属板材是被各工业部门广泛应用的工程板材。塑性应变比，即宏观r值是反映其深冲压性能的关键因素之一。现代工业的发展要求深冲压金属板的生产企业能够全程地确保板材宏观r值达到质保要求。在生产线上快速、连续、无损地检测冲压金属板材的宏观r值可以发挥对板材产品冲压性能的全程保障作用。金属板材的冲压性能主要取决于板材内的织构。因此宏观r值在线检测技术的关键之一在于根据检测到的板材织构数据计算出宏观r值。现有的应变连续模型(Taylor模型)、应力连续模型(Sachs模型)、松弛应力模型、塑性自适应模型、反应应力模型等许多塑性变形理论模型都可以根据板材的织构或取向计算出相应的理论r值。然而，现有的理论r值计算方法大多利用表达织构的取向分布函数，且只注重计算的精确度；计算过程细致、复杂、费时，因此只适合于脱离工业生产的实验室计算，不能满足工业生产快速测定的要求。另有一些经验方法，虽然计算速度快，但准确性很差，不能满足工业生产的计算精度要求。现有的计算宏观r值方法不适用于同时实现高的计算精度和高的计算速度的无损检测。研究发现，金属板材的复杂织构可以简化成若干个不同体积量的织构组分。利用CN03102229.4中介绍的冲压钢板极图数据检测方法可以快速地获得各织构组分的体积量。根据织构组分的体积量和塑性变形模型可以简洁地计算出金属板材的宏观r值。研究还发现，宏观r值的高低也会受到一些复杂的、非织构因素的影响；因此用各织构组分体积量计算理论r值时需要把体积量的一部分视为取向随机分布的组分，以取代非织构因素的影响。各织构组分体积量视为随机分布的这一部分的多少需要借助回归计算的方法确定。
技术实现思路
本专利技术提出通过测量金属冲压板材不同方向的宏观r值和该金属板材各织构组分的体积量，标定理论r值，再对应测量未知宏观r值的各织构组分体积量，确定宏观r值。利用该方法确定的宏观r值不仅精确，而且不需破损板材便可直接测定，并实现快速计算。实施本专利技术的具体步骤是1、预先测量金属冲压板材不同方向的宏观ri值，其中下标i＝1表示r0、i＝2表示r45、i＝3表示，r90，r0、r45、r90分别表示在轧板面内与轧向夹角为0°、45°、90°时的r值；2、测量该金属板材各织构组分的体积量Vj，体积量Vj的取值范围为0～1，下标j表示不同织构组分的序号，其取值范围为1～999；3、根据应变连续Taylor模型或应力连续Sachs模型计算出各织构组分的理论r值，把各织构组分不同方向的理论r值记为Rij，其取值范围为0～999，其中下标i与下标j表示的意义和取值范围与步骤1、2相同；4、根据步骤1实测的宏观ri值、步骤2实测的织构组分的体积量Vj、以及步骤3记为Rij的理论计算r值，按公式ri=Σj=1nRijVjkj+Σj=1nVj(1-kj)=1+Σj=1n(Rij-1)·Vjkj]]>用最小二乘法回归计算出各织构组分体积量中应视为随机分布部分的参数(1-kj)，式中下标i与下标j表示的意义和取值范围与步骤1、2相同，n为计算所需织构组分的总数，其取值范围为1至999，所计算出kj参数的取值范围为0～1；5、在获得kj参数的基础上，根据从宏观r值未知的同类金属板材中测量到的各织构组分体积量Vj及步骤3记为Rij的理论计算r值，按公式rm=Σj=1nRijVjkj+Σj=1nVj(1-kj)=1+Σj=1n(Rij-1)·Vjkj]]>计算出该r值未知的同类金属板材不同方向的宏观rm值，下标m＝1表示r0、m＝2表示r45、m＝3表示，r90，式中n表示的意义和取值范围与步骤3相同。本专利技术的特点在于，确立了板材织构与宏观r值的理论关系及计算公式，因此在无损测得板材织构的情况下能够实现金属板材宏观r值的无损检测；克服了现有的理论r值计算方法复杂、费时，或准确性差的缺点，可以同时满足工业生产对宏观r值计算的高速度和高精度的要求。本专利技术可以为在工业生产线上快速、准确、连续、无损地检测冲压金属板材的宏观r值提供可靠的技术支持。具体实施例方式实施例1采用超深冲压IF钢板。理论r值的标定实验测量超深冲压IF钢板不同方向的平均宏观r值为，r0＝2.16，r45＝1.97，r90＝2.64。并测得其各主要织构组分{001}<110>、{112}<110>、{111}<110>和{111}<112>的体积量Vj。采用应变连续模型(Taylor模型)计算各织构组分不同方向的理论r值Rij。利用回归统计数学的最小二乘法，并参照本专利技术宏观r值的理论计算公式计算出各织构组分的kj参数。超深冲压IF钢板的Vj、Rij、kj等理论r值标定用相关参数如表1所示。表1超深冲压IF钢板理论r值标定用参数 实施宏观r值的计算从宏观r值未知的同类超深冲压IF钢板中测量到的各织构组分体积量为，{001}<110>52.0％、{112}<110>11.7％、{111}<110>19.1％、{111}<112>17.2％。参照各织构组分体积量及上表Rij、kj数据，用本专利技术的宏观r值的理论公式直接计算出不同方向的宏观r值。事后实验复测所检测钢板的宏观r值，与计算值如表2的对照可以发现各方向宏观r值的相对误差均低于10％。在本专利技术的实际应用中并不需要这里提到的事后实验复测。表2超深冲压IF钢板理论r值与实测r值对比 实施例2采用深冲压3104铝合金板。理论r值的标定实验测量3104铝合金板不同方向的平均宏观r值为，r0＝0.48，r45＝1.16，r90＝1.30。并测得其各主要织构组分{001}<100>和{124}<211>的体积量Vj。采用应力连续模型(Sachs模型)计算各织构组分不同方向的理论r值Rij。利用回归统计数学的最小二乘法，并参照本专利技术宏观r值的理论计算公式计算出各织构组分的kj参数。3104铝合金板的Vj、Rij、kj等理论r值标定用相关参数如表3所示。表33104铝板理论r值标定用参数 实施宏观r值的计算从宏观r值未知的同类3104铝合金板中测量到的各织构组分体积量为，{001}<100>20.0％和{124}<211>80.0％。参照各织构组分体积量及上表Rij、kj数据，用本专利技术的宏观r值的理论公式直接计算出不同方向的宏观r值。事后实验复测所检测铝板的宏观r值，与计算值如表4的对照可以发现各方向宏观r值的相对误差均低于10％。在本专利技术的实际应用中并不需要这里提到的事后实验复测宏观r值。表43104铝板理论r值与实测r值对比 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测定金属冲压板材塑性应变比值的方法，其特征在于：ａ）预先测量金属冲压板材不同方向的宏观ｒ↓［ｉ］值，其中下标ｉ＝１表示ｒ↓［０］、ｉ＝２表示ｒ↓［４５］、ｉ＝３表示，ｒ↓［９０］，ｒ↓［０］、ｒ↓［４５］、ｒ↓［９０］分别表示在 轧板面内与轧向夹角为０°、４５°、９０°时的ｒ值；ｂ）测量该金属板材各织构组分的体积量Ｖ↓［ｊ］，体积量Ｖ↓［ｊ］的取值范围为０～１，下标ｊ表示不同织构组分的序号，其取值范围为１～９９９；ｃ）根据应变连续Ｔａｙｌｏｒ模型或应 力连续Ｓａｃｈｓ模型计算出各织构组分的理论ｒ值，把各织构组分不同方向的理论ｒ值记为Ｒ↓［ｉｊ］，其取值范围为０～９９９，其中下标ｉ与下标ｊ表示的意义和取值范围与步骤ａ、ｂ相同；ｄ）根据步骤ａ实测的宏观ｒ↓［ｉ］值、步骤ｂ实测的织构组 分的体积量Ｖ↓［ｊ］、以及步骤ｃ记为Ｒ↓［ｉｊ］的理论计算ｒ值，按公式ｒ↓［ｉ］＝＊Ｒ↓［ｉｊ］Ｖ↓［ｊ］ｋ↓［ｊ］＋＊Ｖ↓［ｊ］（１－ｋ↓［ｊ］）＝１＋＊（Ｒ↓［ｉｊ］－１）.Ｖ↓［ｊ］ｋ↓［ｊ］用最小二乘法回归计算出各织构组分体积量中应视为随机分布部分的参数（１－ｋ↓［ｊ］），式中下标ｉ与下标ｊ表示的意义和取值范围与步骤ａ、ｂ相同，ｎ为计算所需织构组分的总数，其取值范围为１至９９９，所计算出ｋ↓［ｊ］参数的取值范围为０～１；ｅ）在获得ｋ↓［ｊ］参数的基础上，根据从 宏观ｒ值未知的同类金属板材中测量到的各织构组分体积量Ｖ↓［ｊ］及步骤ｃ记为Ｒ↓［ｉｊ］的理论计算ｒ值，按公式ｒ↓［ｍ］＝＊Ｒ↓［ｉｊ］Ｖ↓［ｊ］ｋ↓［ｊ］＋＊Ｖ↓［ｊ］（１－ｋ↓［ｊ］）＝１＋＊（Ｒ↓［ｉｊ］－１）.Ｖ↓［ｊ］ｋ↓［ｊ］计算出该ｒ值未知的同类金属板材不同方向的宏观ｒ↓［ｍ］值，下标ｍ＝１表示ｒ↓［０］、ｍ＝２表示ｒ↓［４５］、ｍ＝３表示，ｒ↓［９０］，式中ｎ表示的意义和取值范围与步骤ｃ相同。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：毛卫民，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]