vervormbaarheid - Formability

Vervormbaarheid is het vermogen van een bepaald metaal werkstuk ondergaat plastische vervorming zonder beschadigd. De plastische vervorming aantal metallische materialen is echter beperkt tot op zekere hoogte, waarna kan het materiaal scheuren en breuken (breuk) ervaren.

Processen die door de vormbaarheid van een materiaal omvatten: walsen , extrusie , smeden , profileermogelijkheden , stampen en hydroforming .

stambreuk

Een algemene parameter die de vervormbaarheid en geeft taaiheid van een materiaal is de breuk stam die wordt bepaald door een uniaxiale trektest (zie ook breuktaaiheid ). De stam die door deze test wordt bepaald door verlenging ten opzichte van een referentielengte. Bijvoorbeeld wordt een lengte van 80 mm (3,1 inch) voor de genormaliseerde proef uniaxiale vlakke specimens overeenkomstig EN 10002 . Het is belangrijk op te merken dat de vervorming is homogeen tot een uniforme rek. Stam Vervolgens lokaliseert tot breuk optreedt. Fractuur stam geen constructiespanning omdat verdeling van de vervorming niet homogeen in de referentielengte. Stambreuk toch een ruwe indicatie van de vormbaarheid van een materiaal. Typische waarden van de breuk stam zijn: 7% voor ultra-hoge sterkte materiaal, en meer dan 50% bij milde staal.

Vormen beperkingen voor folievormingswerkwijze

Een belangrijk falingswijze wordt veroorzaakt door het scheuren van het materiaal. Dit is typisch voor velvormende toepassingen. Een hals kan verschijnen op een bepaald vormfase. Dit is een indicatie van gelokaliseerde plastische vervorming . Dat min of meer homogene vervorming plaatsvindt en om de daaropvolgende hals locatie in het begin stabiele omvormstap, vrijwel alle vervorming geconcentreerd in het nekgebied in de quasi-stabiele en instabiele deformatie fase. Dit leidt tot materiaal falen gemanifesteerd door scheuren. Het vormen van grenskrommen tonen de extreme, maar nog steeds mogelijk, vervorming die plaatmateriaal kan ondergaan tijdens een fase van het stempelproces. Deze limieten zijn afhankelijk van de vervorming modus en de verhouding van het oppervlak stammen. Het hoofdoppervlak stam een minimumwaarde wanneer vlakvervorming vervorming optreedt, waardoor de corresponderende kleine, oppervlakkige spanning nul. Het vormen van grenzen zijn een specifiek materiaal eigenschap. Typische vlakvervorming waarden lopen van 10% voor zeer sterke cijfers en 50% of meer voor een lichte en sterke materialen die met zeer goede vormbaarheid. Vormingsgrens schema's worden vaak gebruikt om grafisch of mathematisch vervormbaarheid vertegenwoordigen. Het wordt door veel auteurs dat de aard van de breuk en daarom vormingsgrens diagrammen zijn intrinsiek niet-deterministische, omdat grote variatie zelfs binnen de experimentele visserij kunnen worden waargenomen.

dieptrekbaarheid

Een klassieke vorm van sheetforming is dieptrekken , die wordt uitgevoerd door een vel met behulp van een tekening ponsgereedschap drukken op het binnengebied van de plaat, terwijl het materiaalgedeelte gehouden door een blankholder naar het midden kan worden getrokken. Het is waargenomen dat materialen met een uitstekende dieptrekbaarheid gedragen zich anisotroop (zie: anisotropie ). Plastische vervorming in het oppervlak veel meer uitgesproken dan in de dikte. De lankford coëfficiënt (r) is een specifieke materiaaleigenschap dat de verhouding tussen breedte en dikte vervorming vervorming in de uniaxiale trektest. Materialen met zeer goede dieptrekbaarheid een r -waarde van 2 of lager. Het positieve aspect van vervormbaarheid ten opzichte van de vormende grenscurve ( vormingsgrens diagram ) wordt gezien op de vervorming van de materiaalgassen die worden geconcentreerd in de uiterste linkerzijde van het diagram, waarin de vormende grenzen zeer groot.

buigzaamheid

Andere foutmodus zonder dat scheuren optreden is ductiele breuk na plastische deformatie ( ductiliteit ). Dit kan voorkomen als gevolg van buiging of afschuiving vervorming (in het vlak of door de dikte). Het falen mechanisme kan te wijten zijn aan ongeldig nucleatie en uitbreiding op een microscopisch niveau. Microscheuren en daaropvolgende macroscheuren kan verschijnen wanneer vervorming van het materiaal tussen de holtes de limiet heeft overschreden. Uitgebreid onderzoek heeft zich in de afgelopen jaren op het begrijpen en modelleren van taaie breuk. De benadering is het identificeren ductiele vormen grenzen behulp van diverse kleinschalige tests die andere stam verhoudingen of stress triaxialities tonen. Een effectieve maatregel van dit type vormingsgrens is de minimale straal rolvormen toepassingen (halve plaatdikte voor materialen met goede en driemaal de plaatdikte voor materialen met lage vervormbaarheid de).

Gebruik van vervormbaarheid parameters

Kennis van het materiaal vervormbaarheid is zeer belangrijk voor de inrichting en vormgeving van elk industrieel vervormingsproces. Simulaties met behulp van de eindige-elementenmethode en het gebruik van vormbaarheid criteria zoals de vormende grenscurve ( vormingsgrens diagram ) verbeteren en, in sommige gevallen onmisbaar bepaalde toesteldesign werkwijzen (zie ook: Plaatomvorming simulatie en Plaatomvorming analyse ).

IDDRG

Een belangrijke doelstelling van de International dieptrekken Research Group ( IDDRG , vanaf 1957) is het onderzoek, uitwisseling en verspreiding van kennis en ervaring over de vervormbaarheid van plaatmaterialen.

Referenties

  1. ^ Pearce, R .: “Sheet Metal Forming”, Adam Hilger, 1991, ISBN  0-7503-0101-5 .
  2. ^ Koistinen, DP; Wang, N.-M. edts .: “Mechanica van Sheet Metal Forming - Materiaal Gedrag en Analyse van de vervorming”, Plenum Press, 1978, ISBN  0-306-40068-5 .
  3. ^ Marciniak, Z .; Duncan, J .: “The Mechanics van Sheet Metal Forming”, Edward Arnold, 1992, ISBN  0-340-56405-9 .
  4. ^ Strano, M .; Colosimo, BM (30 april 2006). "Logistic regressieanalyse voor experimentele bepaling van vormingsgrens's". International Journal of Machine Tools en Manufacture . 46 (6): 673-682. doi : 10.1016 / j.ijmachtools.2005.07.005 .
  5. ^ Hooputra, H .; Gese, H .; Dell, H .; Werner, H .: "Een uitgebreide hartinsufficiëntie voor crashworthiness simulatie van aluminium profielen", IJ crash 2004 Vol 9, No. 5, blz. 449-463.
  6. ^ Wierzbicki, T .; Bao, Y .; Lee, Y.-W .; Bai, Y .: “Kalibratie en evaluatie van Seven Fracture Models”, Int. J. Mech. Sci., Vol. 47, 719-743 2005.