评估材料可拉伸性的四种测试方法

众所周知，应用高能切割技术(包括激光切割，EDM，铣削和水刀切割)可以显着提高边缘的可成型性，但是在大批量的钣金冲压中，零件的边缘会通过修整，落料，或打孔进行操作。

在毛刺区域中已经断裂并严重变形的剪切材料可施加多少拉伸力?可以使用四种测试方法来评估已知材料的剪切边缘的可拉伸性，提供用于数值分析的数据和信息，以帮助在设计阶段选择材料。

1.剪力拉力试验

边缘可成形性可以以金属片在拉伸条件下的总伸长率的形式进行评估。拉伸条件可以通过对样品或窄金属带(一侧代表剪切边缘)的拉伸试验来确定。

除总伸长率数据外，还使用正方形或圆形网格分析和数字图像相关方法来测量断裂区域附近和剪切边缘附近的局部应变，以确定边缘的可拉伸性。

剪切边缘的质量取决于几个参数，包括剪切工具的几何形状，冲头/模具间隙，板材类型和厚度。该剪切边缘张力测试可以提供比较研究每个参数对断裂应变的影响，作为不同条件下的拉伸指数。在此测试中，工具与刀刃之间没有接触，因此省略了任何可能的摩擦影响。颈缩应变将包括在相应的应变测量中，但是AHSS在此测试中显示出在失败之前有限的弥散颈缩，这使该方法成为AHSS拉伸性分析的不错选择。

2.弯曲试验

在侧面弯曲测试中，将金属条样本夹紧，以防止其弯曲而脱离平面区域。修剪边缘在外侧的样品围绕面杖弯曲，直到在边缘上检测到第一个裂纹。

边缘破裂事件由两个面向边缘和平坦区域的高速数字单镜头反光相机捕获。断裂起始和全厚度断裂应变通过像素化方法进行测量。在变形之前，将剪切的金属薄板试样的表面和边缘涂上非常细的黑点，并测量由于拉伸变形(进而导致断裂)而导致的点形状的几何变化，并记录为断裂-起始应变。

显示了1.45毫米DP980板材的断裂应变测量结果。断裂起始应变是在断裂起始时紧邻剪切边缘上的裂纹的局部应变。并显示了具有最高应变值的最佳切削间隙。同样，在初始和整个厚度断裂应变之间的余量表明了第一个裂纹开始后的材料耐力。

侧弯试验是一种独特的方法，该方法在边缘上产生与单轴方向相似的应变，但减少了缩颈的影响，从而提供了更清晰的断裂应变结果。

3.扩孔试验

扩孔试验广泛用于评估板材的边缘可成形性。在该测试中，直径为10毫米的冲孔用60度圆锥形冲孔进行轴对称扩孔，直到在材料厚度上出现边缘裂纹为止。

该测试通常适用于冲压或刺穿的材料边缘，并不代表落料或修整模具中发生的实际切割条件。主要区别是与冲孔中非常有限的弯曲相比，修整时弯曲板材的可能性。摩擦在该方法中也起作用，因为冲头直接与板材接触，并且毛刺向上的构造与毛刺向下的构造具有不同的结果。最后，由于在打孔操作期间工具未对准和偏斜，因此难以沿着工具的周边维持均匀的打孔/模具间隙。

4.半样本半球形测试

半样品半球形试验以3D成型和翻边模式评估剪切边缘的可拉伸性。矩形试样的剪切边缘沿冲模的中心线对齐，通常用于极限球顶高度测试。半球形冲头使夹紧的样品变形，直到第一个裂纹出现在样品的边缘。然后，可以使用网格分析和数字图像相关方法来评估裂缝处的应变或变薄，以测量边缘的可拉伸性。

在此测试中，样品与冲头和模具的准确对准至关重要。另外，在冲头和样品之间需要适当的润滑剂以减少摩擦作用。