一种管材高速成形性能的评测方法技术

本发明专利技术关于一种管材高速成形性能的评测方法，涉及管材成形技术。主要采取的技术方案为：所述管材高速成形性能的评测方法包括如下步骤：步骤1)，获取管材成形后达到带直段状态的数据、达到不带直段状态的数据、达到破裂状态的数据；其中，所述数据包括成形速度、管材的初始长度或管材的长度变化比；步骤2)，根据步骤1)获取的数据，绘制以管材的初始长度或管材的长度变化比为横坐标、成形速度为纵坐标的坐标系，并在坐标系中拟合管材成形达到不带直段状态的临界曲线、达到破裂状态的临界曲线。本发明专利技术主要用于通过简单的试样、以最少的实验次数确定管材在高速载荷下的变形能力，为高速成形工艺提供定量化的测试、表征方法及理论指导。

【技术实现步骤摘要】
一种管材高速成形性能的评测方法
本专利技术涉及一种管材成形
，特别是涉及一种管材高速成形性能的评测方法。
技术介绍
由于铝、镁、钛等金属在室温下的塑性较差，因而其具有较低的成形性。若采用传统的准静态冷成形方式进行薄壁构件的成形，极易造成零件的破裂。为了解决这一难题，往往采用温热成形的方式提高以上金属材料在室温下的塑性，继而提升材料在室温下的成形能力。近年来，很多专家学者提出了用于成形金属薄壁构件的高速成形工艺；实验证明，在该成形方式下可有效提升难变形金属材料在室温下的塑性，因此可以很好的避免复杂薄壁构件的成形缺陷。典型的高速成形方法有冲击液压成形、电磁成形、电液成形、爆炸成形等。目前，有关管材高速成形性能的评测方法还未建立，对于复杂薄壁构件成形工艺的确定和成形性的评测只能依靠传统的板材准静态成形极限曲线或者成形极限图。但是，由于管材成形过程中单元的受力状态有别于板材成形过程中单元的受力状态，所以板材准静态成形极限曲线或成形极限图还不能精确地表征管材高速成形工艺条件下材料的成形能力。因此，有必要针对电液成形、电磁成形以及冲击液压成形等高速成形工艺，开发和建立管材成形性能的定量评测方法和标准。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种管材高速成形性能的评测方法，主要目的在于针对高速成形工艺，提出一种管材成形性能的评测方法，以评测管材在高速载荷下的变形能力。为达到上述目的，本专利技术主要提供如下技术方案：本专利技术的实施例提供一种管材高速成形性能的评测方法，包括如下步骤：步骤1)：获取管材成形后达到带直段状态的数据、达到不带直段状态的数据、达到破裂状态的数据；其中，所述数据包括成形速度、管材的初始长度或管材的长度变化比；其中，所述达到不带直段状态的数据包括达到不带直段状态的临界数据；所述达到破裂状态的数据包括达到破裂状态的临界数据；步骤2)：根据所述步骤1)获取的数据，绘制以管材的初始长度或管材的长度变化比为横坐标、成形速度为纵坐标的坐标系，并根据管材成形后达到不带直段状态的临界数据、达到破裂状态的临界数据，在所述坐标系中拟合出管材成形达到不带直段状态的临界曲线、达到破裂状态的临界曲线。优选的，在所述步骤1)中：所述达到不带直段状态的数据还包括成形为不带直段状态的非临界数据；所述达到破裂状态的数据还包括成形为破裂状态的非临界数据。优选的，所述步骤1)包括：步骤11)：选择N1组管材试样，每组管材试样包括M1个管材试样；其中，同一组的管材试样的初始长度相同；不同组的管材试样的初始长度不同；其中，N1大于等于3；M1大于等于3；优选的，所述管材试样的初始长度范围为20-120mm；成形速度的范围为320-530m/s；步骤12)：对每一组的M1个管材试样依次进行成形，且每一组中后一个管材试样的成形速度大于前一个管材试样的成形速度；步骤13)：待所有组的所有管材试样成形完毕后，记录管材成形后达到带直段状态的数据、达到不带直段状态的临界数据、达到破裂状态的临界数据；优选的，还记录管材成形为不带直段的非临界数据、破裂状态的非临界数据。所述步骤1)包括：步骤11)选择N2个平行管材试样组；其中，每一所述试样组包括M2个初始长度不同的管材试样；其中，N2大于等于3；M2大于等于3；优选的，所述管材试样的初始长度范围为20-120mm；步骤12)对同一管材试样组的M个管材试样以相同的成形速度进行成形；其中，不同的管材试样组的成形速度不同；优选的，成形速度的范围为320-530m/s；优选的，前一个进行实验的管材试样组的成形速度小于后一个进行实验的管材试样组的成形速度；优选的，在对同一管材试样组进行实验时，前一个进行实验的管材试样的初始长度小于后一个进行实验的管材试样的初始长度；步骤13)待所有组的所有管材试样成形完毕后，记录管材成形后达到带直段状态的数据、达到不带直段状态的临界数据、达到破裂状态的临界数据；优选的，还记录管材成形为不带直段的非临界数据、破裂状态的非临界数据。优选的，在所述步骤1)中：所述管材的长度变化比为管材的初始长度L与成形模具中的管材变形区长度B的比值。优选的，在所述步骤1)中：所述管材成形时：应变速率范围为102-105/s。优选的，所述管材的成形方式选用冲击液压成形、电磁成形、电液成形、爆炸成形中的任一种。优选的，在所述步骤2)中：所述坐标系中拟合出的临界曲线将所述坐标系分成三个区域，具体为第一区域、第二区域、第三区域；其中，所述第一区域的坐标点表示管材成形后为带直段状态的数据点；所述第二区域的坐标点表示管材成形后为不带直段状态的数据点；所述第三区域的坐标点表示管材成形后达到破裂状态的数据点。优选的，在所述步骤2)中：采用幂函数多项式拟合管材成形后达到不带直段状态的临界曲线；采用幂函数多项式拟合管材成形后达到破裂状态的临界曲线；优选的，管材成形后达到不带直段状态的临界曲线的上升段、下降段均采用幂函数多项式拟合；优选的，管材成形后达到破裂状态的临界曲线的上升段、下降段均采用幂函数多项式拟合。优选的，所述幂函数多项式为y＝A+Bx+Cx2，其中x为长度变化比，y为成形速度。与现有技术相比，本专利技术的管材高速成形性能的评测方法至少具有下列有益效果：本专利技术实施例提出的一种管材高速成形性能的评测方法，通过获取管材成形后达到带直段状态的数据、达到不带直段状态的数据、达到破裂状态的数据；其中，该数据包括成形速度、管材的初始长度或管材的长度变化比；然后根据获取的数据，绘制以管材的初始长度或管材的长度变化比为横坐标、成形速度为纵坐标的坐标系，并在坐标系中拟合管材成形达到不带直段状态的临界曲线、达到破裂状态的临界曲线；其中，该坐标系和临界曲线构成管材高速成形的工艺窗口，以评测管材的高速成形能力。并且，本专利技术实施例提出的管材高速成形方法还可以得到对于不同规格管材在不同高应变速率下的成形工艺窗口，可为管材高速成形工艺的开发提供量化理论指导。综上，本专利技术实施例所提出的管材高速成形性能评测方法，所需实验数量少，可以快速确定管材在不同成形速度下的成形能力，零件结构和尺寸简单，实验操作简便，采用本专利技术方法可为管材高速成形工艺的开发提供量化理论指导。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1是本专利技术的实施例提供的一种以管材的初始长度或管材的长度变化比为横坐标、成形速度为纵坐标的高速成形工艺窗口；图2是本专利技术的实施例提供的管材冲击液压成形模具示意图；图3是本专利技术的实施例1中的管材的初始尺寸示意图；图4是本专利技术的实施例1得到的以管材的初始长度或管材的长度变化比为横坐标、成形速度为纵坐标的高速成形工艺窗口。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种管材高速成形性能的评测方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1)：获取管材成形后达到带直段状态的数据、达到不带直段状态的数据、达到破裂状态的数据；其中，所述数据包括成形速度、管材的初始长度或管材的长度变化比；其中，所述达到不带直段状态的数据包括达到不带直段状态的临界数据；所述达到破裂状态的数据包括达到破裂状态的临界数据；/n步骤2)：根据所述步骤1)获取的数据，绘制以管材的初始长度或管材的长度变化比为横坐标、成形速度为纵坐标的坐标系，并根据管材成形后达到不带直段状态的临界数据、达到破裂状态的临界数据，在所述坐标系中拟合出管材成形达到不带直段状态的临界曲线、达到破裂状态的临界曲线。/n

【技术特征摘要】
1.一种管材高速成形性能的评测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1)：获取管材成形后达到带直段状态的数据、达到不带直段状态的数据、达到破裂状态的数据；其中，所述数据包括成形速度、管材的初始长度或管材的长度变化比；其中，所述达到不带直段状态的数据包括达到不带直段状态的临界数据；所述达到破裂状态的数据包括达到破裂状态的临界数据；
步骤2)：根据所述步骤1)获取的数据，绘制以管材的初始长度或管材的长度变化比为横坐标、成形速度为纵坐标的坐标系，并根据管材成形后达到不带直段状态的临界数据、达到破裂状态的临界数据，在所述坐标系中拟合出管材成形达到不带直段状态的临界曲线、达到破裂状态的临界曲线。


2.根据权利要求1所述的管材高速成形性能的评测方法，其特征在于，在所述步骤1)中：所述达到不带直段状态的数据还包括成形为不带直段状态的非临界数据；所述达到破裂状态的数据还包括成形为破裂状态的非临界数据。


3.根据权利要求1或2所述的管材高速成形性能的评测方法，其特征在于，所述步骤1)包括：
步骤11)：选择N1组管材试样，每组管材试样包括M1个管材试样；其中，同一组的管材试样的初始长度相同；不同组的管材试样的初始长度不同；
其中，N1大于等于3；M1大于等于3；优选的，所述管材试样的初始长度范围为20-120mm；成形速度的范围为320-530m/s；
步骤12)：对每一组的M1个管材试样依次进行成形，且每一组中后一个管材试样的成形速度大于前一个管材试样的成形速度；
步骤13)：待所有组的所有管材试样成形完毕后，记录管材成形后达到带直段状态的数据、达到不带直段状态的临界数据、达到破裂状态的临界数据；优选的，还记录管材成形为不带直段的非临界数据、破裂状态的非临界数据。


4.根据权利要求1或2所述的管材高速成形性能的评测方法，其特征在于，所述步骤1)包括：
步骤11)选择N2个平行管材试样组；其中，每一所述试样组包括M2个初始长度不同的管材试样；
其中，N2大于等于3；M2大于等于3；优选的，所述管材试样的初始长度范围为20-120mm；
步骤12)对同一管材试样组的M个管材试样以相同的成形速度进行成形；其中，不同的管材试样组的成形速度不...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐勇，张士宏，李昊，夏亮亮，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21