[发明专利]一种成形极限测试方法

权利要求书

1.一种成形极限测试方法，用于金属极板基材的成形极限测试，其特征在于：包括以下步骤：

S1、设计金属极板基材上的冲压形变结构，冲压形变结构包括直流道结构、圆台结构和胀形结构三种类型，且直流道结构、圆台结构和胀形结构都具有上弯角和下弯角；确定冲压形变结构的关键尺寸参数；

S2、对于每种冲压形变结构，分别选定上弯角内圆半径r₁和下弯角内圆半径r₂的值，作为计算基值，且r₁和r₂都在0.05～0.15mm范围内；然后在计算基值的基础上选择若干组关键尺寸参数，通过有限元仿真获得冲压形变结构在每组关键尺寸参数下的最大减薄率；确定在冲压形变结构的上弯角在计算基值基础上的次应变与主应变之比α；

S3、基于冲压形变结构的计算基值和关键尺寸参数，设计冲压装置；选择合适尺寸的金属极板基材作为试样板，利用冲压装置在试样板上冲压形成相应的冲压形变结构，得到成形极限试样；

S4、对成形极限试样上的冲压形变结构进行剖面观察和测量，若出现开裂，则测量开裂处断后最小厚度t，计算出该处的减薄率η、厚向应变ε_t、主应变ε₁和次应变ε₂，得到该处的应变参数组(η，ε_t，ε₁，ε₂)，并记为开裂点；若未出现开裂，则测量最小厚度处的厚度t，计算出该处的减薄率η、厚向应变ε_t、主应变ε₁和次应变ε₂，得到该处的应变参数组(η，ε_t，ε₁，ε₂)，然后进行以下判定：以最小厚度处为基准点，设置范围参数i，沿冲压形变结构厚度的中心线上，若基准点±i范围内最大厚度与最小厚度的差值大于最大厚度的10％，则判断该处出现颈缩或局部减薄，并将其应变参数组(η，ε_t，ε₁，ε₂)记为颈缩或局部减薄点，否则记为安全点；

S5、将所有开裂点、颈缩或局部减薄点、以及安全点，绘制在以为ε₂为X轴、ε₁为Y轴的坐标中，得到基于主次应变的成形极限图，或者绘制在以α为X坐标、η为Y坐标的坐标中，得到基于减薄率的成形极限图。

2.根据权利要求1所述的成形极限测试方法，其特征在于：所述步骤S1中，直流道结构的关键尺寸参数包括脊宽a、槽宽d、槽深c和拔模角β；圆台结构的关键尺寸参数包括脊宽a、槽深c和拔模角β，胀形结构的的关键尺寸参数包括槽深c和拔模角β。

3.根据权利要求1所述的成形极限测试方法，其特征在于：所述步骤S2中，在计算基值的基础上至少选择4组关键尺寸参数。

4.根据权利要求1所述的成形极限测试方法，其特征在于：所述步骤S2中，选择的关键尺寸参数满足以下要求：利用关键尺寸参数得到的最大减薄率在-80％至-30％范围内。

5.根据权利要求1所述的成形极限测试方法，其特征在于：所述步骤S3中，试样板的厚度为0.05～0.1mm。

6.根据权利要求1所述的成形极限测试方法，其特征在于：所述步骤S3中，试样板上相邻冲压形变结构之间间隔不少于1mm。

7.根据权利要求1所述的成形极限测试方法，其特征在于：所述步骤S4中，根据以下公式计算减薄率η：η＝(t-t₀)/t₀×100％，其中t₀为试样板的初始厚度；根据以下公式计算厚向应变ε_t：ε_t＝ln(1+η)；根据以下公式计算主应变和次应变：ε₁＝-ε_t/(1+α)，ε₂＝-(α*ε_t)/(1+α)。