一种汽车用轧制钢板成形能力的高精度评价方法技术

本发明专利技术公开了一种汽车用轧制钢板成形能力的高精度评价方法，采用下述步骤：1）制备单轴拉伸试样，将试样进行至少三种应变速率的单轴拉伸试验；2）以某一应变速率为基准速率，根据单轴拉伸试验结果，计算基准速率下的成形性指标；3）计算各应变速率的均匀延伸率与基准速率的均匀延伸率的比值；4）按照单轴拉伸试验相同技术条件和应变速率，进行各应变速率下的单轴拉伸仿真；计算各个实际均匀延伸率与仿真均匀延伸率的比值，并计算得到实际与仿真的平均比值；5）计算材料整体成形能力指标。本方法以方便地根据材料实际厚度和不同应变率下的基本力学性能，得到综合成形能力指标，实现对不同牌号和规格材料成形能力的定量表征。同牌号和规格材料成形能力的定量表征。同牌号和规格材料成形能力的定量表征。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车用轧制钢板成形能力的高精度评价方法


[0001]本专利技术属于金属加工领域，尤其是一种汽车用轧制钢板成形能力的高精度评价方法。

技术介绍

[0002]汽车用轧制钢板的成形能力作为材料的综合性能指标，在材料研发、零件设计、模具开发、生产加工等汽车钢板全产业链发挥重要作用。针对成形能力检测分析，已经建立了多种测量与评价方法，例如GB/T24171.2
‑
2009和ISO12004
‑
2：2008规定了采用FLD(成形极限图)的板料破裂性能检测方法，GB/T15825.6
‑
2008规定了采用“锥杯试验”测量金属薄板成形性能的具体方法。
[0003]上述标准规定了汽车板材料成形极限的测定方法，解决针对单块样板的成形性能测量问题；但是汽车用轧制钢板具有长流程特点，在大生产环境，由于成分和工艺的波动，单个产品各批次间的性能差异不可避免，FLD成形极限检测或“锥杯试验”等检测方式，在制样、试验、数据整理等环节存在难以克服的实效性问题；且未考虑变形速度对材料成形能力的影响，无法及时精确地评价批量生产材料的成形能力。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种汽车用轧制钢板成形能力的高精度评价方法，以精确地评价成形能力。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用下述步骤：1)制备单轴拉伸试样，将试样进行至少三种应变速率的单轴拉伸试验；
[0006]2)以某一应变速率为基准速率，根据单轴拉伸试验结果，按照公式(1)计算基准速率下的成形性指标f：
[0007][0008]式(1)中：R
m
为抗拉强度，MPa；r为塑性应变比，A
g
为均匀延伸率，t为厚度，mm；S1为应变速率；
[0009]3)计算各应变速率的均匀延伸率与基准速率的均匀延伸率的比值λ2、λ3…
λ
n
；
[0010]4)按照单轴拉伸试验相同技术条件和应变速率，进行各应变速率下的单轴拉伸仿真；计算各个实际均匀延伸率与仿真均匀延伸率的比值，并计算得到实际与仿真的平均比值λ；
[0011]5)按照公式(2)计算材料整体成形能力指标，记为F：
[0012][0013]式(2)中：f为基准速率下的成形性指标；λ2、λ3…
λ
n
为各应变速率与基准速率的均匀延伸率的比值；λ为实际与仿真的平均比值。
[0014]进一步的，所述步骤1)中，进行三种应变速率的单轴拉伸试验，分别为0.01s
‑1、
0.1s
‑1和1s
‑1。
[0015]采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本专利技术首创基于大生产状态下实测力学性能，进行材料成形性能快速精确评价的方法，充分考虑了理论公式与实际的误差和应变速率对成形能力的影响，打通了基于大生产在线性能数据，进行成形能力评价的技术路径，填补了汽车用轧制钢板能力检测分析领域的空白。
[0016]本专利技术通过不同应变速率下的单轴拉伸试验、单轴拉伸仿真试验对标等技术手段，确定了考虑应变速率影响和理论计算误差的成形能力评价方法，可以方便地根据材料实际厚度和不同应变率下的基本力学性能，得到综合成形能力指标，实现对不同牌号和规格材料成形能力的定量表征；提高了成形性能评价精度，为汽车用钢材料研发、性能优化，汽车零件选材、加工等关键环节提供定量数据支撑。
附图说明
[0017]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0018]图1是本专利技术实施例的流程结构示意图；
[0019]图2是本专利技术所述单轴拉伸试样的结构示意图；
[0020]图3是本专利技术实施例单轴拉伸仿真试验所得单轴拉伸主应变分布图。
具体实施方式
[0021]实施例：本汽车用轧制钢板成形能力的高精度评价方法采用下述步骤。
[0022]1)选择20种常用汽车用钢牌号，按照相同技术条件，如图2所示，制备标距段为20mm
×
80mm的哑铃型拉伸试样，进行n种不同应变速率下的力学性能检测，n≥3且为整数；参考材料应用过程实际变形速度范围，本实施例采用n＝3种不同应变速率下的力学性能检测，应变速率S
n
分别为S1＝0.01s
‑1、S2＝0.1s
‑1和S3＝1s
‑1。
[0023]2)图1所示，以S1＝0.01s
‑1为基准应变速率，进行拉伸试验，获得应变速率为0.01s
‑1力学性能指标，并按照公式按照公式(1)计算基准速率下的成形性指标f：
[0024][0025]式(1)中：R
m
为抗拉强度，MPa；r为塑性应变比，A
g
为均匀延伸率，t为厚度，mm；S1为应变速率；
[0026]本实施例即为：计算成形性能指标f，结果见表1。
[0027]表1：应变速率为0.01s
‑1状态下的力学性能指标及成形性能指标f
[0028][0029][0030]3)同一批试样，制备标距段为20mm
×
80mm的哑铃型拉伸试样，进行拉伸试验，获得应变速率为0.1s
‑1力学性能指标，并按照公式(3)计算均匀延伸率比值：
[0031][0032]式(3)中，为应变速率S
n
拉伸试验获得的均匀延伸率，此处为应变速率S2拉伸试验获得的均匀延伸率为上述基准速率拉伸试验获得的均匀延伸率，即
[0033]本实施例即为：计算均匀延伸率比值λ2，结果见表2。
[0034]表2：应变速率为0.1s
‑1状态下的性能指标和计算结果
[0035][0036][0037]4)同一批试样，制备标距段为20mm
×
80mm的哑铃型拉伸试样，进行拉伸试验，获得应变速率为1s
‑1力学性能指标，并按照上述公式(3)计算均匀延伸率比值，
[0038]本实施例即为：计算均匀延伸率比值λ3，结果见表3。
[0039]表3：应变速率为1s
‑1状态下的性能指标和计算结果
[0040][0041][0042]5)对上述20种汽车板牌号，分别进行0.01s
‑1、0.1s
‑1、1s
‑1三种应变速率下的单轴
拉伸仿真，以和上述试验对标，输出即应变速率S
n
单轴拉伸仿真获得的延伸率，本实施例单轴拉伸仿真试验所得单轴拉伸主应变分布图见图3；根据式(4)计算各个实际均匀延伸率与仿真均匀延伸率的比值，并根据式(5)计算得到实际与仿真的平均比值λ：
[0043][0044][0045]式(4)、(5)中，为应变速率S
n
拉伸试验获得的均匀延伸率，为应变速率S
n
单轴拉伸仿真获得的均匀延伸率；分别为应变速率S1、S2、S
n
的实际与仿真的比值；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车用轧制钢板成形能力的高精度评价方法，其特征在于，采用下述步骤：1）制备单轴拉伸试样，将试样进行至少三种应变速率的单轴拉伸试验；2）以某一应变速率为基准速率，根据单轴拉伸试验结果，按照公式（1）计算基准速率下的成形性指标f：式（1）中：R
m
为抗拉强度，MPa；r为塑性应变比，A
g
为均匀延伸率，t为厚度，mm；S1为应变速率；3）计算各应变速率的均匀延伸率与基准速率的均匀延伸率的比值λ2、λ3…
λ
n
；4）按照单轴拉伸试验相同技术条件和应变速率，进...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓广，韩健，张龙柱，张东凯，穆康奇，马德松，王连轩，贾彩霞，
申请(专利权)人：河钢股份有限公司邯郸分公司，
类型：发明
国别省市：