板料拉伸实验及其冲压性能分析实验报告_200

457.95MPa
2) 屈服极限 s 由实验数据可知，当试样处于屈服极限时，负荷为 5.240kN，变形为 1.878mm， 则有 s ：
s
F
S
FL L0S0
F L L
L0S0
5.240 103 50.00 1.878 103
50.00 103 17.17 106
316.71MPa
则屈强比 s 为 b
297.71MPa
则屈强比 s 为 b
s 297.70 0.707 b 420.85
3) 硬化指数
在试样屈服阶段近似等距地选取 5 点，如下表所示。 表 10.45°-2 号：负荷-变形
负荷/kN
5.383
5.912
6.110
6.185
6.007
变形/mm
2.222
4.430
6.698
8.904
5.284
s = F = F (L0 + DL) e = ln L = ln L0 + D L
由S
L0S0 及
L0
L0 ，得应力应变关系如下表所示
表 11.45°-2 号： σ-ε
σ/MPa
317.25
363.16
390.96
411.16
374.79
ε/mm
0.043
0.085
0.126
0.164
0.1
s 316.71 0.692 b 457.95
3) 硬化指数
在试样屈服阶段近似等距地选取 5 点，如下表所示。 表 7.45°-1 号：负荷-变形
负荷/kN
6.279
5.222
5.754
6.065
6.221
变形/mm
7Biblioteka Baidu569
1.899
2.762
4.430
6.129
s = F = F (L0 + DL) e = ln L = ln L0 + D L
481.2
457.81
427.84
378.21
ε/mm
0.214
0.175
0.134
0.092
0.047
表 6.45°-1 号：ln σ-lnε
lnσ
6.22
6.18
6.13
6.06
5.94
lnε
-1.543
-1.743
-2.009
-2.39
-3.052
对表 6 数据进行线性拟合有：
lne = 0.185lnd + 6.501
s
F S
FL L0S0
F L L
L0S0
5.418 103 50.00 2.271 103
50.00 103 15.90 106
359.17MPa
则屈强比 s 为 b
s 359.17 0.741 b 484.51
3) 硬化指数
在试样屈服阶段近似等距地选取 5 点，如下表所示。 表 4.45°-2 号：负荷-变形
50 7.5 11.64
ln
50 12.42
0.866
45°试样 2
试样的初始宽度 B0= 12.42 mm，初始厚度 t0= 1.28 mm 则有初始时刻横截面积 S0：
S0 B0t0 12.421.28 15.90mm2
图 2.45°2 号试样的拉伸曲线
实验测得负荷最大值为 6.222kN，此时试样的变形为 11.396mm。
实验测得负荷最大值为 6.330kN，此时试样的变形为 12.099mm。
1. 均匀延伸率
u
L 100% L0
12.09914 100% 50
24.20%
2. 屈强比
1) 强度极限 b
b
F S
FL L0S0
F L L
L0S0
6.330 103 50.00 12.099 103
50.00 103 15.90 106
由S
L0S0 及
L0
L0 ，得应力应变关系如下表所示
表 8.45°-1 号：σ-ε
σ/MPa
421.12
315.74
353.69
384.59
406.8
ε/mm
0.141
0.037
0.054
0.085
0.116
表 9.45°-1 号：ln σ-ln ε
lnσ
6.043
5.755
5.868
5.952
6.008
相关系数 R=0.999895，故硬化指数 n=0.185。 综合 45°两个试样有硬化指数 n=0.185
4) 板厚方向性系数
当引伸计变形为 7.5mm 时，此时试样的宽度为：
bDL= 7.5mm = 11.80mm
则板厚方向性系数 r
r452
w t
ln b0 =b
ln Lb L0b0
ln 12.42
1.均匀延伸率 u
u 是在拉伸实验中开始产生局部集中变性（细颈时）的延伸率。
2.屈强比 s / b
屈强比是材料的屈服极限与强度极限的比值。较小的屈强比几乎对所有的冲 压成型都是有利的。 3.硬化指数 n
硬化指数表示在塑性变性中材料硬化的强度。由应力-应变关系 s = ken 则有
lns = lnk + nlne
则板厚方向性系数 r
r01
w t
ln b0 =b
ln Lb L0b0
ln 12.44
ln
50
11.70
7.5 11.70
50 12.44
0.782
0°试样 2
试样的初始宽度 B0= 12.48 mm，初始厚度 t0= 1.42 mm 则有初始时刻横截面积 S0：
S0 B0t0 12.48 1.42 17.72mm2
490.21
470.30
448.70
417.72
370.10
ε/mm
0.227
0.187
0.143
0.097
0.050
表 3.45°-1 号：ln σ-ln ε
lnσ
6.194
6.153
6.106
6.035
5.913
lnε
-1.481
-1.682
-1.943
-2.335
-3.000
对表 3 数据进行线性拟合有：
图 4.0°2 号试样的拉伸曲线
实验测得负荷最大值为 6.210kN，此时试样的变形为 10.054mm。
3. 均匀延伸率
u
L L0
100%
10.054 100% 50
20.10%
4. 屈强比
1) 强度极限 b
b
F S
FL L0S0
F L L
L0S0
6.210 103 50.00 10.054 103
负荷/kN
6.433
6.433
6.433
6.433
6.433
变形/mm
11.91
11.91
11.91
11.91
11.91
s = F = F (L0 + DL) e = ln L = ln L0 + D L
由S
L0S0 及
L0
L0 ，得应力应变关系如下表所示
表 5.45°-2 号： σ-ε
σ/MPa
501.04
lnε
-1.959
-3.289
-2.923
-2.466
-2.157
对表 9 数据进行线性拟合有：
lne = 0.210lnd + 6.463
相关系数 R=0.992542，故硬化指数 n=0.210。
4) 板厚方向性系数
当引伸计变形为 7.5mm 时，此时试样的宽度为：
bDL= 7.5mm = 11.70mm
1. 均匀延伸率
u
L L0
100%
11.396 100% 50
22.79%
2. 屈强比
1) 强度极限 b
b
F S
FL L0S0
F L L
L0S0
6.222 103 50.00 11.40 103
50.00 103 15.90 106
484.51MPa
2) 屈服极限 s 由实验数据可知，当试样处于屈服极限时，负荷为 5.418kN，变形为 2.271mm， 则有 s ：
称为板平面方向性。其程度可用差值 r 表示
r
1 2
r0
r90 r45
常用板厚方向性系数的平均值作为代表板材冲压性能的一项重要指标。
r r0 r90 2r45 4
式中，r0，r45 与 r90 分别是板材的纵向、45°方向和横向上的板厚方向性系数。
三、实验内容
1. 了解电子拉伸实验机的基本结构和功能 2. 学习电子拉伸实验机的简单操作，拉伸实验数据采集和处理软件的使用 3. 对试件进行标距，进行拉伸实验，获取拉伸曲线 4. 根据实验数据，评定各种冲压性能参数
lne = 0.184lnd + 6.465
相关系数 R=0.999878，故硬化指数 n=0.184。
4) 板厚方向性系数
当引伸计变形为 7.5mm 时，此时试样的宽度为：
bDL= 7.5mm = 11.64mm
则板厚方向性系数 r
r451
w t
ln b0 =b
ln Lb
L0b0
ln 12.42
11.64
u
L 100% L0
11.531100% 23.06% 50
6. 屈强比
1) 强度极限 b
b
F S
FL L0S0
F L L
L0S0
6.247 103 50.00 11.531 103
50.00 103 17.72 106
420.85MPa
2) 屈服极限 s
由实验数据可知，当试样处于屈服极限时，负荷为 5.071kN，变形为 2.020mm， 则有 s ：
s
F
S
FL L0S0
F L L
L0S0
5.071103 50.00 2.020 103
50.00 103 17.72 106
4.板厚方向性系数 r
板厚方向性系数是板料试样拉伸实验中宽度应变 w 与厚度应变 t 之比，即
r
w t
ln b0 =b
ln Lb
L0 b0
上式中 B0，B，t0，t 分别是变性前后试样的宽度与厚度。
5.板平面方向性系数
当在板料平面内不同方向上裁取拉伸试样时，拉伸实验中所测得的各种机械
性能、物理性能等也不一样，这说明在板材平面内的机械性能与方向有关，所以
s
F S
FL L0S0
F L L
L0S0
5.168 103 50.00 1.226 103
50.00 103 15.90 106
333.05MPa
则屈强比 s 为 b
s 333.05 0.687 b 484.95
3) 硬化指数
在试样屈服阶段近似等距地选取 5 点，如下表所示 表 1.45°-1 号：负荷-变形
表 12.45°-1 号：ln σ-lnε
lnσ
5.76
5.895
5.969
6.019
5.926
lnε
-3.135
-2.466
-2.074
-1.809
-2.298
对表 12 数据进行线性拟合有：
lne = 0.196lnd + 6.374
相关系数 R=0.999805，故硬化指数 n=0.196。 综合 0°两个试样有硬化指数 n=0.203
90°试样 1
试样的初始宽度 B0= 12.36 mm，初始厚度 t0= 1.27 mm 则有初始时刻横截面积 S0：
S0 B0t0 12.36 1.27 15.697mm2
图 5.90°1 号试样的拉伸曲线
实验测得负荷最大值为 6.247kN，此时试样的变形为 11.531mm。
5. 均匀延伸率
1. 均匀延伸率
u
L L0
100%
12.013 100% 50
24.02%
2. 屈强比
1) 强度极限 b
b
F S
FL L0S0
F L L
L0S0
6.214 103 50.00 12.03 103
50.00 103 15.90 106
484.95MPa
2) 屈服极限 s 由实验数据可知，当试样处于屈服极限时，负荷为 5.168kN，变形为 1.226mm， 则有 s ：
4) 板厚方向性系数
当引伸计变形为 7.5mm 时，此时试样的宽度为：
bDL= 7.5mm = 11.66mm
则板厚方向性系数 r
r02
w =
ln b0 b
t ln Lb
L0b0
ln 12.48
11.66
50 7.5 11.66
ln
50 12.48
0.947
综合 0°两个试样有板厚方向性系数 r=0.865
实验 5 板料拉伸实验及其冲压性能分析
一、实验目的
1. 了解金属板料的冲压性能指标。 2. 掌握用电子拉伸机测定金属板料抗拉强度、屈服强度、硬化指数、板厚方向
性系数的方法。
二、实验原理
板料的冲压性能是指板料对各种冲压加工方法的适应能力，板料冲压性能可 以通过间接实验和直接实验方法获得。
拉伸实验可以获取板料冲压性能参数包括：
11.80
50 7.5 11.80
ln
50 12.42
0.578
综合 45°两个试样有板厚方向性系数 r=0.722
0°试样 1
试样的初始宽度 B0= 12.44 mm，初始厚度 t0= 1.38 mm 则有初始时刻横截面积 S0：
S0 B0t0 12.44 1.38 17.17mm2
图 3.0°1 号试样的拉伸曲线
负荷/kN
6.208
6.208
6.181
6.028
5.598
变形/mm
12.767
10.218
7.703
5.082
2.552
s = F = F (L0 + DL) e = ln L = ln L0 + D L
由S
L0S0 及
L0
L0 ，得应力应变关系如下表所示
表 2.45°-1 号：σ-ε
σ/MPa
四、实验数据处理及分析
45°试样 1
试样的初始宽度 B0= 12.42 mm，初始厚度 t0= 1.28 mm 则有初始时刻横截面积 S0：
S0 B0t0 12.421.28 15.90mm2
图 1.45°1 号试样的拉伸曲线
由实验测得负荷最大值为 6.214kN，此时试样的变形为 12.013mm。