板材成形性实验(课程实验)-新
板料成形性能及CAE分析课程设计
板料成形性能及CAE分析课程设计摘要本文旨在介绍板料成形性能及CAE分析课程设计的内容，课程的目的是为学生提供了解板料成形性能与CAE分析方法的知识和实践技能。
课程包含三个组成部分，涵盖板料成形性能评估、板料成形试验、板料成形仿真分析等内容。
本文将分别从这三个方面进行论述。
板料成形性能评估板料成形性能评估是极为重要的一环，主要包括板料成形润滑和板料成形力学行为两个方面。
之所以需要进行板料成形性能评估是为了保证成形过程的顺利进行和成形产品的质量。
板料成形润滑试验目的是研究金属材料的不同成形过程中所需要的润滑条件，以寻找最佳的润滑条件使生产效率得到明显的提高。
板料成形力学行为试验的目的则是通过研究板料的力学性能，预测板料在成型过程中可能遇到的各种问题，以及寻找最佳成形工艺。
板料成形试验板料成形试验是课程的重点内容之一，主要是通过组织学生进行实验，让学生亲身体验和理解板料成形过程中所涉及到的实际问题，以及寻找最优的成形工艺。
板料成形试验一般包括三个基本部分：材料试样准备、试验数据采集及分析、试验成形过程观察。
其中数据采集和分析的重要性不言而喻，重点要关注数据如何采集以及如何用数据分析来获得实验结果。
板料成形仿真分析板料成形仿真分析是近年来快速发展的一门技术，它可以帮助产品设计师更好地削减成品开发成本，提高制造效率。
板料成形仿真分析主要分为两大类：一类是基于有限元程序的仿真分析，另一类是基于计算机辅助成形(CAE)的仿真分析。
因为仿真分析非常便捷、可重复、稳健，其应用范围得到了快速的发展，从而使得仿真分析在现代工业领域中应用越来越广泛。
总结通过本文对板料成形性能及CAE分析课程设的介绍，可以看出课程包含了板料成形性能评估、板料成形试验、板料成形仿真分析等三部分内容。
课程深入浅出，通过试验和仿真分析，使学生可以在实践中了解板料成形性能及CAE的应用。
“降低制造成本，提高制造效率”是现代制造的关键词，而板料成形性能评估和CAE分析正是帮助企业企业在老的生产模式上实现升级换代。
木材造型实验报告
木材造型实验报告木材造型实验报告一、引言木材作为一种常见的建筑材料，其形状和结构对于建筑物的稳定性和美观度具有重要影响。
本实验旨在通过对不同木材进行造型实验，探究木材的形状对其力学性能和外观的影响，为木材的应用提供科学依据。
二、实验方法1. 实验材料：选取了三种常见的木材，分别是橡木、松木和胡桃木。
2. 实验步骤：a) 制作样品：将每种木材切割成相同尺寸的长方形样品。
b) 造型实验：对每种木材样品进行不同的造型处理，如弯曲、切割等。
c) 测试：使用力学测试仪测量每种样品的强度和弹性模量，并使用光学显微镜观察样品的表面形貌。
三、实验结果与讨论1. 弯曲造型实验：将样品分别进行单向弯曲和双向弯曲，测量其破坏强度和变形程度。
a) 橡木样品在单向弯曲时表现出较高的强度和较小的变形，而双向弯曲时则出现较大的变形。
b) 松木样品在单向弯曲时表现出较低的强度和较大的变形，而双向弯曲时则呈现较小的变形。
c) 胡桃木样品在单向弯曲和双向弯曲时均表现出较高的强度和较小的变形。
2. 切割造型实验：将样品进行不同形状的切割，观察其破坏形态和表面光滑度。
a) 橡木样品在切割时表现出较高的抗切割性能，切割面较平整。
b) 松木样品在切割时易出现裂纹，切割面不平整。
c) 胡桃木样品在切割时表现出较高的抗切割性能，切割面较平整。
四、实验结论1. 不同木材的造型处理对其力学性能和外观有显著影响。
2. 橡木样品在弯曲和切割方面表现出较高的强度和良好的外观。
3. 松木样品在弯曲和切割方面表现出较低的强度和较差的外观。
4. 胡桃木样品在弯曲和切割方面表现出较高的强度和良好的外观。
5. 在实际应用中，应根据木材的特性选择合适的造型处理方式，以提高木材的使用寿命和美观度。
五、实验局限性与展望1. 本实验仅选取了三种常见木材进行造型实验，未考虑其他木材的影响。
2. 实验结果受到实验条件和样品尺寸的限制，可能存在一定的误差。
3. 未对不同造型处理方式的具体参数进行深入研究，后续可以进一步优化实验设计。
不等厚拼焊板材的成形性实验研究(1)
锻压技术 2002年 第1期・板料成形・不等厚拼焊板材的成形性实验研究中国科学院金属研究所(110015) 张士宏3 许 沂 王忠堂 程 欣 马占国 摘要 不等厚拼焊板由于焊缝的存在及其方位影响,又由于坯料强弱不均,可以引起坯料的冲压变形性能发生显著变化。
本文通过焊接工艺对比,比较了激光焊、滚压电阻焊和氩弧焊工艺对拼焊板塑性变形性能的影响;对拼焊板试件进行拉伸实验,确定了焊缝方位和薄厚板比例对试件塑性变形的影响;进行了不等厚拼焊板件的半球拉深实验和方盒件拉深实验,总结了拼焊板材的冲压成形性能和不均匀变形规律。
关键词 拼焊板 冲压 成形性 压边力 拉深Experimental research on stamping formability of non2uniform thick tailor2w elded blanks Institute of Metal Research Zhang Shihong X u Yi W ang Zhongtang Cheng Xin Ma Zhanguo Abstract The stamping formability of non2uniform thick tailor2welded blanks(TWBs)is quite affected by the weld seams and its orientation as well as the ratio between the thin sheet and the thick sheet.In this paper,effects of welding techniques on the formability of TWBs,such as laser welding,seam welding and TIG welding,are discussed.Deep draw2 ing of semi2spherical shells and square cups is carried out,the non2uniform deformation behaviors and the movement of the weld seams are summarized.K eyw ords Tailor2welded blanks Stamping Formability Blank2holding force Deep drawing一、引言拼焊板是指用不同厚度、不同材质或不同表面涂层的平板材料焊接在一起而形成的冲压用平板坯料。
不等厚拼焊板材的成形性实验研究
Ｋｅ￣ ｏｄ Ｔａｌ ｗｅｄ ｄｂａ ｋ Ｓｔｍｐｎ Ｆ ｒ ｂｌｔ Ｂ ａ ｋｈ ｌｉｇ ｆｒｅ Ｄｅ ｐｄ ａ ｎ ） ｒｓ ｉ ｒ ｌｅ ｌｎ ｓ ｏ－ ａ ｉｇ ｏ ｍａ ｉ ｙ ｉ ］ｎ ｏｄ ｎ ｏ ｃ ｅ ｒｗｉｇ
形 性 能 和小均 匀变形 规 律 关键 词 拼 焊板 冲 成形性 压 边力 拉 深
Ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｌ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｔ ｍ ｐ ｎ ｏ ｍａ ｉ ｔ ｆ ｎ ｎ ｕ ｉｏ ｍ ｈ ｃ ａ ｌ ｒｗｅｄ ｄ ｂ ａ ｋ ｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｓ ａ ｃ ｎ ｓ ａ ｉ ｇ ｆ ｒ ｂ ｌ ｙ ｏ ｏ － ｎ ｆ ｒ ｔ ｉｋ ｔ ｉ － ｌ ｅ ｌ ｎ ｓ ｒ ｉ ｏ
子束焊和感应焊 。拼焊板的特点是在冲压零件的 １
一
、引 言 Fra bibliotek不 同部位 可以获 得 不 同 的使 用 性 能 。这种 功 能 在 汽
车 、飞机等 运 载 工具 上很 有用 途 ， 已开 始在 国际 先
拼 焊板 是指 州不 同厚 度 、 同村 质或 不同表 面涂
层 的平 板材 料焊 接在一 起 『 ｍ髟成 的冲压用 平板坏 料 。
Ａｌ ｒ ｃ Ｔｈ ｔｍｐｎ ｏ ｍａ ｉ ｙ ｏ ｏ ｎｆｒ ｔ ｉｋ ｔｉ ｒｗｅｄ ｄ ｂａ ｋ （ ￣ｔａ ｔ ｅｓａ ｉｇ ｆｒ ｂｌ ｆｎ ｎ ｕ ｉ ｍ ｈｃ ａ］ ｌｅ ｌｎ ｓ ＴＷ Ｂ ） ｉ ｑ ｉ ｛ｅ ｔｄ ｂ ｈ ｈ ｏ ｏ ｓ ｓ ｕ ｔ ａｆｅｅ ｙ ｔ ｅ ｅ
参考文献
１ 复 谌主 编 精 擀 坦性 成形 【芝 北 京 ：机械 工 业 出Ｉ 社， ｝ 匣
实验七 板料塑性成形的应变测定试验
实验七 板料塑性成形的应变测定试验
一、实验目的
通过测量板料液压成形后试样上相关形状尺寸的变化，计算试样上典型部位的应变大小以及零件的壁后改变；并由此理解真实应变和塑性变形体积不变条件等相关内容等。
二、设备与工具
板料实验机，游标卡尺，直尺、圆规。
三、试样
采用如图1所示的零件坯料，要求试样的厚度均匀为t 0，在成形区域其厚度变化不应大于0.05mm ，D=φ ，材料为低碳钢。
四、实验步骤
1、 在毛坯上表面相应位置刻画上如图1所示的圆形网格，圆形网格形状应均匀、大小适度、轮廓清晰；
2、 对毛坯进行液压成形（注：要求有网格的一面在成形后为外表面）；
3、 测量液压成形试样上网格的尺寸变化，并计算各位置真实应变的大小，具体过程为： 设变形前圆形网格的直径为d 0；变形后网格形状改变，一般变成椭圆形。
取椭圆相对于试样的环向θ方向和直径r 方向，量取相应的长度θd 和dr ；则
0ln d dr
r =ε 0ln d d θθε=
4、 计算成形后试样相应位置的厚度，具体过程为： ()θεεε+-=r t t e t t ε⋅=01
五、实验报告
1、 本实验的目的，实验用的设备及成形工艺，试样的材料、形状尺寸，变形后的试样形状和尺寸；
2、 计算试样变形后典型位置的应变；
3、 计算试样变形后的厚度分布，并说明各位置的变形性质。
金属薄板成形性能试验
金属薄板成形性能试验1. 简介成形性能是指薄板对各种冲压成形的适应能力，即薄板在指定加工过程中产生塑性变形而不失效的能力。
成形性能研究的重点是成形极限的大小，也就是薄板发生破裂前能够获得的最大变形程度。
1.1 模拟成形性能指标选择或评定金属薄板冲压成形品级时，可对模拟成形性能指标提出要求。
设计或分析冲压成形工艺过程，以及设计冲压成形模具时，经常需要参考模拟成形性能指标的数据。
薄板常用模拟成形性能指标有：1、胀形性能指标：杯突值IE；2、拉深性能指标：极限拉深比LDR或载荷极限拉深比LDR（T）；3、扩孔（内孔外翻）性能指标：极限扩孔率（平均极限扩孔率）λ（λ）；4、弯曲性能指标：最小相对弯曲半径R min/t；5、“拉深+胀形”复合成形性能指标：锥杯值CCV；6、面内变形均匀性指标：凸耳率Z e；7、贴模（抗皱）性指标：方板对角拉伸试验皱高；8、定形性指标：张拉弯曲回弹值。
1.2 特定成形性能指标选择或评定金属薄板冲压成形品级、协议金属薄板的订货供货、设计或分析冲压成形工艺过程时，可对金属薄板的材料特性指标或工艺性能指标提出要求，或参考它们的数据，它们统称为特定成形性能指标：1、塑性应变比（r值）或平均塑性应变比（r）；2、应变硬化指数（n值）；3、塑性应变比平面各向异性度（r∆）。
1.3 局部成形极限评定、估测金属薄板的局部成形性能，或分析解决冲压成形破裂问题时，可使用金属薄板的成形极限图或成形极限曲线。
1.4 其他以上所列举的各种成型性能试验方法均为我国冲压生产和冶金制造行业已经使用或比较熟悉的模拟成型性能试验方法，而且也属于国际上的主流成形性能试验范畴。
除这些方法外，国际上还流行其他一些模拟成形性能试验，见图1。
图1 模拟成形性能试验方法注：整体成形极限指金属薄板在冲压过程中发生颈缩、破裂、皱曲等成形缺陷之前，某种特定的整体几何尺寸或某种几何特征的整体尺寸可以达到的极限变形程度。
局部成形极限指金属薄板在冲压过程中发生颈缩、破裂、皱曲等成形缺陷之前，局部点位或局部变形区域可以达到的极限变形程度。
材料成形原理实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解材料成形的基本原理和工艺过程。
2. 掌握材料成形实验的基本操作方法和实验技巧。
3. 分析材料成形过程中的各种现象，加深对材料成形原理的理解。
二、实验原理材料成形原理是研究材料在成形过程中，如何通过物理、化学和力学作用，改变材料的形状、尺寸和性能的一门学科。
实验中，我们将通过实际操作，观察材料在不同成形工艺下的变化，从而验证材料成形原理。
三、实验仪器与设备1. 液态金属成形设备：高温炉、模具、浇注系统等。
2. 塑性成形设备：拉伸试验机、压缩试验机、弯曲试验机等。
3. 焊接设备：电弧焊机、气体保护焊机、等离子焊机等。
4. 光学显微镜、扫描电镜等观察设备。
四、实验内容及步骤1. 液态金属成形实验（1）高温炉预热：将高温炉预热至所需温度，通常为金属熔点的1.5倍左右。
（2）金属熔化：将金属放入高温炉中，加热至熔化状态。
（3）金属浇注：将熔化的金属浇注到预先准备好的模具中。
（4）金属凝固：让金属在模具中凝固，形成所需形状。
2. 塑性成形实验（1）拉伸试验：将金属试样置于拉伸试验机上，进行拉伸试验，观察试样断裂时的现象。
（2）压缩试验：将金属试样置于压缩试验机上，进行压缩试验，观察试样变形和断裂现象。
（3）弯曲试验：将金属试样置于弯曲试验机上，进行弯曲试验，观察试样变形和断裂现象。
3. 焊接实验（1）电弧焊：将金属板置于电弧焊机下，进行电弧焊，观察焊缝成形和焊缝组织。
（2）气体保护焊：将金属板置于气体保护焊机下，进行气体保护焊，观察焊缝成形和焊缝组织。
（3）等离子焊：将金属板置于等离子焊机下，进行等离子焊，观察焊缝成形和焊缝组织。
五、实验结果与分析1. 液态金属成形实验通过液态金属成形实验，我们观察到金属在高温下熔化，浇注到模具中后凝固成所需形状。
在实验过程中，我们掌握了金属熔化、浇注和凝固的基本原理。
2. 塑性成形实验通过塑性成形实验，我们观察到金属在拉伸、压缩和弯曲过程中，会产生不同程度的变形和断裂。
哈工大研究生板材成型性能实验报告
Harbin Institute of Technology实践环节实验报告课程名称：金属板材成型性能测试与评价院系：材料科学与工程学院学生：孙巍学号：哈尔滨工业大学实践环节-杯突实验报告一、实验目的1、学习确定板材胀形性能的实验方法；2、了解金属薄板试验机的构造及操作。
二、实验内容将板材用模具压好，冲头以一定的速度冲压板材，直至板材出现裂缝为止三、实验原理板材的冲压性能是指板材对各种冲压加工方法的适应能力。
目前，有关板材冲压性能的试验方法，概括起来可分为直接试验和间接试验两类。
而直接试验法又包括实物冲压试验和模拟试验两种。
模拟试验，即把生产实际存在的冲压成形方法进行归纳与简化处理，消除许多过于复杂的因素，利用轴对称的简化了的成形方法，在保证实验中板材的变形性质与应力状态都与实际冲压成形相同的条件下进行的冲压性能的评定工作。
为了保证模拟试验结果的可靠性与通用性，规定了十分具体的关于实验用工具的几何形状与尺寸、毛坯的尺寸、实验条件。
杯突实验是目前应用较多，而且具有普遍意义的模拟试验方法之一。
杯突实验时，借助杯金属薄板试验机进行。
用一规定的球状冲头向夹紧于规定球形凹模内的试样施加压力，直至试样产生微细裂纹为止，此时冲头的压入深度称为材料的杯突深度值。
板材的杯突深度值反映板材对胀形的适应性，可作为衡量板材胀形、曲面零件拉深的冲压性能指标。
四、实验设备及用具试验机一台、杯突实验模具、游标卡尺、深度尺等。
五、实验步骤1、先了解金属薄板试验机的结构、原理和操作方法，了解各按钮的作用；2、装好模具；3、把试样清洗干净，在试样与冲头接触的一面和冲头球面上涂上润滑油，把试样放在下模上。
4、将下模向上提起，压好试样。
按下压边按钮，设定压边力。
5、按中心活塞上行按钮，注意观察试样。
当试样圆顶附近出现有能够透光的裂缝时，迅速停止。
6、将下模向下移动，然后将冲头向下移动，取出试件。
7、实验完毕后，将模具拆下。
实践环节-拉深实验报告一、实验目的1、了解拉深过程中拉深系数(或毛坯直径)、润滑、压边圈、凸凹模间隙、拉深高度等因素对拉深件质量的影响。
产品造型实验报告木材(3篇)
第1篇一、实验背景木材作为一种传统的天然材料，具有独特的纹理、色泽和质感，广泛应用于家具、装饰、建筑等领域。
随着科技的发展和人们对生活品质的追求，木材产品的造型设计越来越受到重视。
本实验旨在通过探索木材的特性和加工技术，设计出具有创新性和实用性的产品造型。
二、实验目的1. 了解木材的基本特性和加工方法。
2. 探索木材在产品造型设计中的应用潜力。
3. 通过实验，设计出具有创新性和实用性的木材产品造型。
三、实验材料与工具材料：- 原木：选择质地坚硬、纹理清晰的木材，如橡木、胡桃木等。
- 软木：选择纹理细腻、色泽柔和的木材，如榉木、枫木等。
工具：- 刨床：用于木材的刨光和修整。
- 锯子：用于木材的切割和加工。
- 钻床：用于木材的钻孔和打眼。
- 钻头：用于木材的钻孔。
- 螺丝刀：用于木材的组装和固定。
四、实验步骤1. 材料准备：选择合适的木材，对其进行初步的切割和加工，确保木材的尺寸和形状符合设计要求。
2. 设计草图：根据产品功能和美观需求，绘制产品造型的草图，确定产品的整体结构和细节。
3. 加工制作：- 刨光处理：使用刨床对木材表面进行刨光，使其平滑细腻。
- 切割加工：根据设计草图，使用锯子对木材进行切割，得到所需的形状和尺寸。
- 钻孔打眼：使用钻床和钻头对木材进行钻孔和打眼，为螺丝或其他固定件提供安装位置。
- 组装固定：使用螺丝刀将各个部件组装在一起，确保产品结构的稳固性。
4. 表面处理：对产品表面进行打磨和涂饰，提高产品的美观性和耐用性。
五、实验结果与分析1. 产品造型：通过实验，设计出了一系列具有创新性和实用性的木材产品造型，如多功能家具、装饰品、家居用品等。
2. 材料特性：实验中使用的木材具有以下特性：- 纹理：木材的纹理美观自然，能够增强产品的视觉效果。
- 色泽：木材的色泽柔和，能够营造温馨舒适的氛围。
- 质感：木材的质感温润，手感舒适，具有良好的触感。
3. 加工技术：通过实验，掌握了木材的加工技术，包括刨光、切割、钻孔、组装等，为木材产品的制作提供了技术支持。
板料成型基本过程实验原理
板料成型基本过程实验原理
板料成型是指将金属板材经过一系列的加工工艺，通过受力作用使其发生形状变化，达到所需形状的过程。
其基本过程包括以下几个环节：
1.料材选择：根据所需成型件的要求，选择适当的金属板材作为原料，通常有钢板、铝板、铜板等。
2.布料：根据设计要求，计算并确定板料的尺寸、形状和数量，进行标记和布置，以便后续加工时的加工方便和准确。
3.切割：使用切割工具（如剪切机、切割机等）对板料进行切割，将大尺寸板料切割为加工所需的相对较小板料。
4.弯曲：通过机械或液压装置对板料进行弯曲，在制定的模具或弯板机的作用下，使板料产生所需的弯曲形状。
5.冲压：使用冲床等设备，通过模具对板料进行冲压，将其冲成所需的形状和孔洞等结构。
6.拉伸：采用拉伸设备，对板料进行拉延或拉伸，使其在一定方向上产生变形，以获得所需形状。
7.滚辊成形：通过将板料通过一组滚辊，对其进行滚动压制，使其产生弯曲、曲线或齿轮等形状。
8.焊接：将不同形状的板料通过焊接工艺连接在一起，形成完整的成品。
实验原理方面，板料成型的实验研究主要涉及力学、金属材料学和工艺学等知识。
通过对板料在受力状态下的力学性质进行研究，选择合适的工艺参数和设备，以达到所需形状的目的。
在实验过程中，需要对板料的物理性能、力学性能和加工性能进行测试与分析，以确定合理的工艺方案和操作方法，提高成型质量和效率。
同时，实验还有助于探讨板料成型过程中的应力、变形和工艺效应等问题，为生产提供理论依据和参考。
板材变形率实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在研究不同板材材料在受到外力作用时的变形情况，通过测量板材的变形率，分析不同材料在相同加载条件下的变形特性，为板材的选用和设计提供理论依据。
二、实验材料与设备1. 实验材料：钢质板材、铝合金板材、木质板材、塑料板材（PVC）等。
2. 实验设备：电子万能试验机、板材切割机、游标卡尺、测量平台、数据采集系统等。
三、实验方法1. 样品制备：将不同板材材料按照规定的尺寸进行切割，确保样品尺寸一致。
2. 加载方式：采用电子万能试验机对样品进行拉伸加载，加载速度为5mm/min。
3. 变形率测量：在加载过程中，通过测量平台实时记录样品的变形量，并使用游标卡尺测量样品的长度变化。
4. 数据处理：将实验数据输入数据采集系统，进行统计分析，计算不同板材材料的变形率。
四、实验结果与分析1. 钢质板材变形率实验结果：加载时间（min） | 变形量（mm） | 变形率（%）------------------|--------------|------------0 | 0 | 010 | 0.1 | 1.020 | 0.2 | 2.030 | 0.3 | 3.040 | 0.4 | 4.02. 铝合金板材变形率实验结果：加载时间（min） | 变形量（mm） | 变形率（%）------------------|--------------|------------0 | 0 | 010 | 0.05 | 0.520 | 0.1 | 1.030 | 0.15 | 1.540 | 0.2 | 2.050 | 0.25 | 2.53. 木质板材变形率实验结果：加载时间（min） | 变形量（mm） | 变形率（%）------------------|--------------|------------0 | 0 | 010 | 0.2 | 2.020 | 0.4 | 4.030 | 0.6 | 6.040 | 0.8 | 8.050 | 1.0 | 10.04. 塑料板材（PVC）变形率实验结果：加载时间（min） | 变形量（mm） | 变形率（%）------------------|--------------|------------0 | 0 | 020 | 0.1 | 1.030 | 0.15 | 1.540 | 0.2 | 2.050 | 0.25 | 2.5通过对实验数据的分析，可以得出以下结论：1. 钢质板材的变形率在实验过程中呈现线性增长，说明其具有良好的抗变形性能。
板材成形测试对中方法
本文采用 Zwick BUP600 板材成形试验机用于对板材成形 性能的测试和评估，配备 Gom ARAMIS 3D 5M 三维应变分析系 统，该系统可以通过摄像头更直观地记录成形过程，以应变云图 的形式体现试样在三维空间中的变形情况。
图 1 Zwick BUP600 板材成形试验机（左）试样应变云图（右）
1.2 样品准备 检查所有样品测试中用于计算的所有尺寸。试验前对试样
的类型、表面质量等进行检查，去除可能的污染物。如果样品不 符合标准或客户的要求，应拒绝接收或重新加工试样。 1.2.1 试样清洁清理
试样制备完成后，使用无水乙醇或丙酮清洁试样，并在自然 状态下充分晾干。 1.2.2 喷漆处理
为保证应变分析的准确性，需将随机图案（黑色散斑）以喷 漆的形式喷涂至试样一面 ：
主要的区别是凸模形状的差异，但是不论使用哪种方法，试样的对中是其中非常重要的一个环节。如果在实验过程中试样没有
做到完全对中，试样会因为受力不均提前开裂，得到的结果就不能代表实际材料的性能，试样还未达到极限应变时可能已经在
压边圈处发生破裂，导致无法得到此应变路径下的极限应变值，最终得到的成形极限曲线会因为数据缺失产生盲区。本文针对
板材成形性能是指金属板材在冲压成形工艺中的多种适应 能 力，如 抗 破 裂 性、贴 模 性 和 定 形 性 等，其 中，抗 破 裂 性 是 左 右板料成形能否成功的最重要因素。成形极限图（Forming limit diagram-FLD）是在金属板料塑性成形中判断板料成形成功与失 败的一个重要判据。已经成为金属板材成形加工领域不可或缺 的得力工具。在利用有限元仿真方法进行冲压工艺优化、汽车钣 金零件选材等方面有着重要的应用。现在普遍认为材料成形极 限图是在 1965 年 Keeler 在同年五月份的 SAE 报告中提出来的 [1]， 在 1968 年由 Goodwin 做了补充和完善 [2]。Keeler 等将主应变跟次 应变描绘在坐标系中，更加直观的表示了不同应变路径下的材料 极限应变状态。后来 Goodwin 发现，板材在冲压成型过程中还存 在明显的拉压状态，在此基础上提出了拉压状态下材料的成形极 限，也就是成形极限图的左半部分，并与 Keeler 的研究成果结合， 得到了完整的成形极限图。由于当时实验条件的限制，描绘在成 形极限图上的应变对比较离散，提出用具有一定宽度的带状区域 来表示 [3]。
板材成形性实验(课程实验)-新剖析
板料成形性能测试实验姓名：学号：班级： ______________________航空宇航制造工程系机电学院西北工业大学基本知识概述1.1成形极限图板料的冲压成形性能包括抗破裂性、贴模性和定形性。
影响板料冲压成形性能的因素较多，如材料性能、零件和冲模的几何形状与尺寸、变形条件（变形速度、压边力、摩擦和温度等）以及冲压设备性能和操作水平等。
板料的贴模性是指板料在冲压过程中取得模具形状的能力，定形性是指零件脱模后保持其在模具内所取得的形状的能力。
影响贴模性的因素通常有成形过程中发生的内皱、翘曲、塌陷和鼓起等，这些几何面缺陷会使贴模性降低。
在影响定形性的诸因素中，回弹是最主要的因素。
零件脱模后，常因回弹较大而产生较大的形状偏差。
板料贴模性和定形性的好坏与否，是决定零件形状尺寸精确度的重要因素。
抗破裂性则通常被作为评定板料冲压成形性能的指标。
板料在成形过程中会出现失稳现象，即拉伸失稳和压缩失稳。
拉伸失稳是板料在拉应力作用下局部出现颈缩或破裂；压缩失稳是板料在压应力作用下出现皱纹。
板料在失稳前可以达到的最大变形程度通常称为成形极限。
成形极限分为总体成形极限和局部成形极限。
总体成形极限反映板料失稳前某些特定的总体尺寸可以达到的最大变形程度，如极限拉深系数、极限胀形高度和极限翻边系数等均属于总体成形极限。
总体成形极限常用作工艺设计参数。
局部成形极限反映板料失稳前局部尺寸可以达到的最大变形程度，如成形时的局部极限应变即属于局部成形极限。
成形极限图（Forming Limit Diagrams缩写FLD是板料在不同应变路径下的局部失稳极限©和e2（工程应变）或r和；2 （真实应变）构成的条带形区域或曲线，它全面反映了板料在单向和双向拉应力作用下的局部成形极限，由Keeler和Goodwii等人在60年代中期提出的。
成形极限图为定性和定量研究板料的局部成形性能奠定了基础。
在此之前，板料的各种成形性能指标或成形极限大多以试样的某些总体尺寸变化到某种程度（如发生破裂）来衡量，而这些总体成形性能指标或成形极限不能反映板料上某一局部危险区的变形情况。
材料成型实验报告
材料成型实验报告材料成型实验报告引言：材料成型是一项重要的工程技术，通过对材料进行加工和塑造，使其具备所需的形状和性能。
本实验旨在研究不同成型方法对材料性能的影响，并探讨其在工程实践中的应用。
实验一：压力成型压力成型是一种常见的成型方法，通过施加压力使材料变形，从而获得所需的形状。
本实验采用了热压法和冷压法两种不同的压力成型方式。
实验结果显示，热压法能够使材料更容易塑性变形，且成型后的材料具有更高的密度和更好的机械性能。
而冷压法则在成型过程中需要更大的压力，并且材料的塑性变形能力较差，但成型后的材料具有更好的尺寸精度和表面质量。
实验二：注塑成型注塑成型是一种常用的塑料成型方法，通过将熔融状态的塑料注入模具中，然后冷却固化，得到所需的形状。
本实验选择了不同温度和压力条件下的注塑成型实验。
实验结果显示，温度和压力对注塑成型的影响较大。
当温度过高时，塑料容易烧结和变形，而温度过低则会导致成型不完整或者产生内部缺陷。
适当的压力能够保证塑料充分填充模具，并确保成型件的尺寸精度和表面质量。
实验三：挤压成型挤压成型是一种常见的金属成型方法，通过将金属材料推入模具中，使其通过模具的孔口而得到所需的形状。
本实验选择了不同挤压速度和温度条件下的挤压成型实验。
实验结果显示，挤压速度和温度对挤压成型的影响较大。
较高的挤压速度能够使金属材料更好地填充模具，并减少成型过程中的缺陷。
而适当的温度能够提高金属材料的塑性变形能力，使其更容易形成所需的形状。
应用：材料成型技术在工程实践中有着广泛的应用。
例如，压力成型常用于金属加工、塑料制品和陶瓷制品的生产中。
注塑成型常用于塑料制品的生产，如塑料零件、塑料容器等。
挤压成型则常用于金属管材、铝型材等的生产。
结论：通过本实验的研究，我们可以得出以下结论：不同的成型方法对材料性能有着不同的影响；温度和压力是影响成型质量的重要因素；材料成型技术在工程实践中具有广泛的应用前景。
总结：材料成型是一项重要的工程技术，通过不同的成型方法可以获得所需的形状和性能。
木材造型实验报告
实验名称：木材造型实验实验时间：2023年3月15日实验地点：木材加工实验室实验目的：1. 了解木材的基本性质和加工方法。
2. 掌握木材造型的基本技巧和工艺流程。
3. 培养动手操作能力和审美观。
实验材料：1. 木材：硬木（如橡木、胡桃木等）和软木（如松木、杉木等）。
2. 工具：锯、刨、钻、凿、锉、砂纸等。
3. 量具：尺、直角尺、圆规等。
4. 辅助材料：胶水、油漆、涂料等。
实验方法：1. 木材选择：根据造型需求，选择合适的木材种类。
硬木质地坚硬，适合制作家具等大型作品；软木质地柔软，适合制作装饰品等小型作品。
2. 木材加工：将木材进行切割、刨光、钻孔、凿孔等加工，使木材达到设计要求。
3. 造型设计：根据设计图纸，确定造型方案，包括形状、尺寸、结构等。
4. 组装拼接：将加工好的木材部件按照设计要求进行组装拼接，确保结构牢固、美观。
5. 表面处理：对木材表面进行打磨、涂漆、涂蜡等处理，提高木材的美观度和耐用性。
实验步骤：1. 准备工作：了解木材的性质、加工方法和工具的使用方法。
2. 木材选择：根据设计要求，选择合适的木材种类。
3. 木材加工：a. 切割：使用锯将木材切割成所需尺寸。
b. 刨光：使用刨将木材表面刨平，去除毛刺。
c. 钻孔：使用钻头在木材上钻孔，为后续组装提供连接点。
d. 凿孔：使用凿子将木材上的孔洞扩大，方便部件的拼接。
4. 造型设计：a. 根据设计图纸，确定造型方案。
b. 使用直角尺、圆规等工具，在木材上画出设计线条。
5. 组装拼接：a. 将加工好的木材部件按照设计要求进行组装。
b. 使用胶水、螺丝等连接件，确保结构牢固。
6. 表面处理：a. 使用砂纸对木材表面进行打磨，去除毛刺和刨痕。
b. 使用油漆、涂料等对木材表面进行涂装，提高美观度和耐用性。
实验结果：经过一系列的加工和组装，成功完成了一款造型美观、结构牢固的木制品。
实验过程中，我们掌握了木材的基本加工方法和造型技巧，提高了动手操作能力。
20号钢板塑性成形工艺与组织性能分析
20号钢板塑性成形工艺与组织性能分析本实验是为了增强本科生的动手能力而设置的金属塑性成形综合实验。
轧制过程是靠旋转的轧辊及轧件之间形成的摩擦力将轧件拖进轧辊缝之间并使之产生压缩，发生塑性变形过程，通过本实验大学生对塑性成形工艺及组织性能均会有较深刻的感性认识。
实验一、20号钢板轧制实验一、 实验目的1. 掌握轧机工作原理及设备操作过程。
2. 学会高温电阻炉，球磨机，压片机等陶瓷常规成型设备的正确使用。
二、 实验原理金属通过两个旋转方向相反的轧辊时，在轧辊压力作用下，使金属产生塑性变形。
从而改变其断面的形状和尺寸，这种工艺过程称为轧制，被轧制的金属称为轧件。
轧制按轧制时的温度不同，分为冷轧和热轧。
在金属再结晶温度以下进行轧制叫冷轧，在金属再结晶温度以上轧制叫热轧。
在轧制过程中轧件在高度方向受到压缩的金属，一部分纵向流动，使轧件形成延伸，而另一部分金属横向流动，使轧件形成宽展。
实验自然咬入的条件为：βα≤。
在临界条件咬入情况下，轧辊咬入轧件的咬入角即为最大咬入角max α。
根据力的平衡条件：βα=max 。
而f tg =β，因此知道max α就可求得f 。
max α可根据下式求得：DhH D h --=∆-=11cos max α图1 轧件咬入时力平衡条件三、实验仪器、设备及材料1. 板带轧机；电阻加热炉；板带轧机实验装置如下图2所示：2. 游标卡、锉刀、白布、刷子、推料木板、机油或汽油；3. 20号钢板图2轧制机实验装置四、实验内容为了建立轧制过程的基本概念，研究轧制过程中所发生的基本现象和建立轧制过程的条件。
五、实验步骤及方法（1） 精确测量试样尺寸，试样的长、宽、高，测三点取其平均值。
（2） 加热：将钢板进行加热，保温处理。
（3） 把轧辊压靠并把轧件送到轧辊前，然后逐渐提升上辊，这样h 增加、咬入角减少，最后达到轧件开始振动，直至轧件咬入为止。
（4） 操作时，试件要送正，避免用推力，短试件要用木板送，以免发生危险。
板料成形性能试验及参数测试实验指导书 20151114
江苏大学实验指导书实验名称：板料成形性能试验及参数测试课程名称：金属塑性成形原理使用专业：机械设计制造及其自动化指导教师：岳陆游、陈炜机械工程学院2015年9月7日实验项目名称：板料成形性能试验及参数测试实验学时：2一、目的与任务通过结合实验的实际操作和实验结果的数据处理，加深学生对所学课程的了解，并能运用已学过的知识进行实验方案的设计，应用先进实验设备让实验更直观、更方便、易于操作，提高学生对实验的兴趣，让学生自主发挥设计和实施实验，发挥出学生潜在的积极性和创造性；通过对实验数据的分析、整理，培养学生创新思维和编写实验报告的能力，处理一般工程设计技术问题的初步能力及实事求是的科学态度。
本实验是基于《金属塑性成形原理》课程的力学基础和基本理论的学习，探究普通拉深钢室温下拉深成形的极限拉深比。
二、实验教学的基本要求(1) 复习实验相关理论和基础知识，认真写好预习报告。
(2) 利用数学工具软件根据要求实现实验数据的处理，获得实验结果。
(3) 分析存在的问题及改进的方法。
三、实验内容1、教学内容(1) 了解拉深与拉深载荷试验的国家标准。
(2) 掌握圆筒件拉深模具的基本组成结构和工作原理。
(3) 会计算板料成形的极限拉深比。
2、知识、能力与素质等方面的基本要求(1) 会分析拉深成形过程中板料各部位的应力应变状态。
(2) 掌握圆筒件拉深过程中筒壁传力区的力学分析方法。
(3) 具备设计和实施拉深成形实验的能力，并能够对试验结果进行分析。
3、重点与难点板料拉深成形过程中破裂、起皱等缺陷产生的原因，以及解决这些缺陷所采取的工艺措施。
四、实验方法(1) 实验板料：普通拉深钢板例如：板料DC01，抗拉强度（bσ/MPa）：≧270～410，屈服强度（sσ/MPa）：130～260，断后伸长率（δ5/%）：≧28(2) 试样厚度：0.8mm～1.2mm(3) 实验设备：BCS-50AR热成形机(4) 实验方法及步骤：拉深实验根据如下标准选择模具：①测量板料厚度②依据板料厚度选择拉深模具的凹模③模具组装④安装板料将板料放置在压边圈上并用游标卡尺进行定位，该实验对试件的位置要求极高，请认真定位板料的位置。
材料成型的实验报告
材料成型的实验报告实验目的本实验旨在探究不同材料的成型性能，通过观察和比较不同材料在加热和压力作用下的变化，寻找最适合材料成型的工艺参数。
实验原理材料成型是将原材料通过加热和外加压力使其变形，使得材料能够达到所需的形状和性能的工艺过程。
加热可以使材料软化和流动性增强，而外加压力则可以使其塑性变形，并进一步改变材料的形状。
在本实验中，我们将利用不同材料的热塑性特点，通过热压成型的方式将材料变形成所需的形状。
实验步骤1. 材料准备我们选取了三种不同材料：塑料、金属和橡胶。
这三种材料在热塑性特性上有较大差异，可以体现出不同的成型性能。
2. 加热处理首先，我们将三种材料分别放置在加热炉中进行预热处理。
需要预热的目的是为了降低材料的硬度，增加其塑性，提供更好的成型条件。
每种材料的预热温度和时间不同，需根据材料的具体特性进行调整。
3. 成型实验在材料完成预热后，我们将它们放置在成型模具中，然后施加适当的压力进行加压成型。
通过调整模具的形状和尺寸，我们可以获得不同形状的成型件。
同时，我们还可以调整压力和成型温度，以观察不同参数对成型结果的影响。
4. 观察和分析成型完成后，我们将取出成型件进行观察和分析。
我们将重点关注以下几个方面：- 成型件的形状和尺寸是否符合要求；- 成型件的表面质量和光洁度；- 成型件的强度和可靠性。
实验结果与讨论经过实验，我们获得了各种材料在不同条件下的成型件。
通过观察和比较，我们得出以下结论：1. 塑料具有较好的热塑性特性，易于加热和塑性变形，成型件的表面质量较好；2. 金属虽然在加热后具有较好的塑性，但由于其高熔点和导热性能，加热和冷却过程需要较长时间，且成型件表面易出现氧化现象；3. 橡胶具有较好的弹性和变形性，易于成型，但成型件的尺寸稳定性较差。
实验结论根据实验结果，我们可以得出以下结论：- 塑料是最适合进行热压成型的材料，其具有较好的变形性和表面质量；- 金属虽然可以进行热压成型，但需要较长的加热和冷却时间，需要做好氧化防护措施；- 橡胶适合进行柔性成型，但对于尺寸稳定性要求较高的成型件不适用。
板材成型性能及质量控制
2.2.1拉伸实验
2.2.1拉伸实验
图2-4材料的拉伸曲线
2.2.2 r值
• r=εb/εt
ln(b0 / b) r ln( Lb / L0b0 )
2.2.2 r值
• 试验时加力至规定的应变水平，r 值的工程 应变水平应大于屈服应变或屈服点所对应 的应变，小于最大力所对应的工程应变。 如果无其它规定，r 值的工程应变水平一般 采用15%~20%的工程应变水平。
1.4胀形与翻边
1.4胀形与翻边
1.4胀形与翻边
第二章 板料的冲压性能与成形性能 试验
• 2.1 板料成形性能与冲压工艺 • 2.1.1 板材成形性的基本概念 • 衡量薄板性能的优劣，过去一般以薄板的基本性 能指标来评价，但是随着汽车、家电工业的发展， 对薄板成形性能的要求日益苛刻，从而使成形性 指标的测定越来越受到人们的重视和广泛研究。 薄板成形性（sheet metal formability），根据 GB/T15825.1-1995的定义，就是指金属薄板对于 冲压成形的适应能力。
1.1.2冲压变形的特点
• 在冲压成形时，板料毛坯里的内应力数值 接近或等于材料的屈服应力，的拘束作用程度较轻，并不像体积成 形(如模锻等)靠与制件形状完全相同的模腔 对毛坯的全面接触面实现的强制成形。
1.1.3 冲压变形的应力
1.3.2 拉深变形的应力应变
1.3.3拉深成型的主要问题
• 拉伸过程的主要破坏形式是凸缘的起皱和 底部圆角和直壁相切处的开裂。起皱可以 通过施加压边等措施解决，但随着压边的 增加又容易产生底部圆角和直壁相切处的 开裂，故在实际应用中一般将起皱与拉深 另一个主要问题底部圆角和直壁相切处的 开裂联系起来考虑。
成型极限
变形区板厚的变化 提高成型极限的方法
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I. 基本知识概述
一、成形极限图
冲压成形性能：板料对冲压成形工艺的适应能力。
全面地讲，板料的冲压成形性能包括抗破裂性、贴模性和定形性，故影响因素很多，如材料性能、零件和冲模的几何形状与尺寸，变形条件（变形速度、压边力、摩擦和温度等）以及冲压设备性能和操作水平等。
板料的贴模性指板料在冲压过程中取得模具形状的能力，定形性指零件脱模后保持其在模内既得形状的能力。
影响贴模性的因素很多，成形过程中发生的内皱、翘曲、塌陷和鼓起等几何面缺陷会使贴模性降低。
影响定形性的诸因素中，回弹是最主要的因素，零件脱模后，常因回弹大而产生较大的形状误差。
板料的贴模和定形性好坏与否，是决定零件形状尺寸精确度的重要因素。
目前的冲压生产和板料生产中，仍主要用抗破裂性作为评定板料冲压成形性能的指标。
失稳：板料在成形过程中会出现两种失稳现象，即拉伸失稳和压缩失稳。
拉伸失稳是板料在拉应力作用下局部出现颈缩或破裂；压缩失稳是板料在压应力作用下出现皱纹。
成形极限：板料在失稳前可以达到的最大变形程度。
成形极限分为总体成形极限和局部成形极限。
总体成形极限反映板料失稳前某些特定的总体尺寸可以达到的最大变形程度，如极限拉深系数、极限胀形高度和极限翻边系数等均属于总体成形极限。
总体成形极限常用作工艺设计参数。
局部成形极限反映板料失稳前局部尺寸可以达到的最大变形程度，如成形时的局部极限应变即属于局部成形极限。
成形极限图（Forming Limit Diagrams,缩写FLD ）是60年代中期由Keeler 和Goodwin 等人提出的。
成形极限图（FLD ）是板料在不同应变路径下的局部失稳极限1e 和2e （工程应变）或1ε和2ε（真实应变）构成的条带形区域或曲线，它全面反映了板料在单向和双向拉应力作用下的局部成形极限。
成形极限图（FLD ）的提出，为定性和定量研究板料的局部成形性能奠定了基础。
在此之前，板料的各种成形性能指标或成形极限大多以试样的某些总体尺寸变化到某种程度（如发生破裂）而确定。
这些总体成形性能指标或成形极限不能反映板料上某一局部危险区的变形情况。
图1 成形极限图
成形极限图既可在实际冲压生产中积累数据确定，也可通过实验方法确定。
实验时，首先在试件表面复制网格圆图案 （图2），然后冲压试件直到破裂，测量破裂部位或其附近的网格圆变形后的长、短轴尺寸（图3），计算失稳极限应变。
网格圆畸变出现的三种情况：
图3 网格圆畸变
失稳极限应变的计算方法：
工程应变：⎪⎪⎩
⎪⎪⎨⎧⨯-=⨯-=%100%1000022
0011d d d e d d d e 真实应变：()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+==+==202210
11
1ln ln 1ln ln e d d e d d εε
式中： 0d ——网格圆初始直径； 1d ——网格圆畸变后的长轴尺寸； 2d ——网格圆畸变后的短轴尺寸；
从成形极限图所在主应变平面的原点引一条直线与其相交，交点坐标就是板料在该直线代表的应变路径下（β=某一常数）所能达到的失稳极限应变。
板料的冲压成形性能与成形极限的关系：
在不同的成形方式下，需要用不同的参数表示与该成形方式对应的成形极限；板料的冲压成形性能越好，成形极限越高。
成形极限图的应用
成形极限图可以用来评价板料的局部成形性能，成形极限图的应变水平越高，板料的局部成形性能越好。
将成形极限图与应变分析的网格法结合起来，可用来分析解决许多现场生产问题。
成形极限图可以在冲压成形工艺的计算机辅助设计中应用，利用它判别工艺制定是否合理，使冲压技术向更高水平发展。
二、胀形试验简介
实际应用的成形极限图是通过实验方法确定的，试验常采用胀形法进行。
胀形：利用模具强迫板料厚度减薄和表面积增大，以获取零件几何形状的冲压加工方法。
胀形可以用不同的方法实现，如刚模胀形、橡皮胀形和液压胀形。
纯胀形时，毛坯被带有拉深筋的压边圈压死，变形区限制在拉深筋以内的毛坯中部。
在凸模力的作用下，变形区大部分材料受双向拉应力作用（忽略板厚方向的应力），沿切向和径向产生拉伸变形，是板料的厚度减薄，表面积增大，并在凸模内形成一个凸包。
胀形成形极限：胀形成形极限以零件是否发生破裂来判断。
由于胀形方法不同，成形极限的表示方法也不同。
纯胀形时，常用成形高度表示成形极限。
一般来说，胀形破裂总是发生在材料厚度减薄最大的部位，所以变形区的应变分布式影响胀形成形极限的重要因素。
影响胀形成形极限的材料因素主要是延伸率和应变硬化指数。
一般来说，延伸率大，板料破裂前允许的变形程度大，成形极限也大。
应变硬化指数n值大，应变硬化能力强，可促使应变分布趋于均匀化，同时还能提高材料的局部应变能力，故成形极限也大。
另外，润滑条件和变形速度以及材料厚度对胀形成形极限也有影响。
II. 实验
一、实验目的：
1.通过与单向拉伸试验比较，对复杂应力、应变状态有一定的认识。
2.通过印制网格，运用液压胀形工艺，利用工程显微镜或数码照相进行应变测试，寻找该材料成形极
限，并且绘制成形极限图，验证该材料的成形范围。
3.对液压机有一定的认识。
二、实验材料、使用工具及仪器设备
1.材料：厚度为1mm的低碳钢板及铝板。
2.工具：球头模具、工程显微镜。
3.设备：动液压胀形实验台。
三、实验内容及步骤
本实验在不同宽度试件上印制圆形网格的基础上,分别进行刚性凸模胀形试验,直至试件出现颈缩线为止,然后用工具显微镜或数码照相法测量与颈缩线最临近处网格的变形量,计算出对应的两个应变值，从而确定成形极限图。
试验时,刚性凸模与试件之间用多层聚乙烯薄膜加机油润滑。
具体的试验方法如下所述：
1)在实验用坯料上制备好坐标网格，然后在工程显微镜上测出试件表面网格圆的原始直径，读数准确到
0.01mm。
为了减小误差，分别测出3个网格圆的互相垂直方向（可取板材轧制方向的纵向和横向）上的
直径，并记入表1。
2)在胀形装置上以一定的加载方式使坯料产生胀形变形，至试件刚刚出现裂纹为止，测出试件破裂或靠
近裂纹的椭圆网格长轴和短轴直径，读数准确到0.01mm，并记入表2。
3)改变坯料尺寸或加载条件，重复2）项试验，将得到的数据填入表2；
4)取得一定量的数值后，计算出应变ε1、ε2（长、短轴方向），然后在平面坐标图上描绘出各试验
点，然后圆滑连线，作出FLD。
四、实验报告：
1.板料变形前后网格的变化情况。
2.绘制板料成形极限图。
3.主要结论。
4.实验建议及改进措施。
五、参考书目：
金属塑性成形原理俞汉清机械工业出版社钣金成形工艺翟平等西北工业大学出版社。