1.一种用于薄钢板边缘拉伸开裂极限的评价方法,其特征在于,具体实施步骤如下:S1、制备试样:
S11、将待测试的薄钢板加工为正方形试样,并在正方形试样上加工不同直径的圆孔;
S12、在圆孔带有毛刺一侧的板面上,标记多个与步骤S11加工圆孔的同心圆;
S2、扩孔试验:将正方形试样中标记同心圆的一侧和扩孔凹模接触放置,以一定的扩孔速度对具有不同直径的圆孔的正方形试样进行扩孔试验,当圆孔边缘出现肉眼见到的穿透试样冲孔断面撕裂带的裂纹时,停止扩孔;
S3、对经过扩孔试验的正方形试样进行测量分析:
S31、测量正方形试样中圆孔扩孔后边缘外侧直径的变化量,得到圆孔扩孔后的拉伸极限应变εh;
S32、在经过扩孔后的正方形试样和扩孔凸模接触区域内的水平方向上,分别测量同心圆直径的变化及沿扩孔凸模锥面母线方向上同心圆半径的变化;
步骤S32具体包括以下步骤:
S321、测量正方形试样同心圆扩孔后直径的变化量,得到同心圆扩孔后的圆周应变εθ,具体表达式如下:式中,D0为变形前测量点处同心圆的直径,D1为变形后同一测量点处同心圆的直径;
S322、测量正方形试样同心圆扩孔后半径的变化量,得到同心圆扩孔后的径向应变εr,具体表达式如下:式中,S0为变形前测量点处沿锥面同心圆半径差,S1为变形后同一测量点处沿锥面同心圆半径差;
S323、在步骤S321和S322的基础上,选取至少三个的测量点,计算正方形试样上同心圆沿着边线垂直方向,即厚度方向,的减缩量Ti,i≥3,具体表达式如下:Ti=(‑εr‑εθ)*100%
式中,εr为同心圆的径向应变,εθ为同心圆的圆周应变,Ti为第i个测量点处的厚度减缩量;
S4、在步骤S3中选取至少3个测量点的减缩量T1、T2和Ti,设测量点沿径向距圆孔边缘距离分别为L1、L2和Li,i≥3,计算单个正方形试样的径向厚度减薄梯度Gθ,具体表达式如下:式中,Li为第i个测量点沿径向距同心圆孔边缘的距离, 为平均距孔边缘距离, 为平均厚度减缩;
S5、重复步骤S3和S4,分别得到不同直径圆孔的正方形试样在扩孔试验下的拉伸极限应变εh和径向厚度减薄梯度Gθ,并利用拟合公式,得到边缘拉伸极限曲线,从而获得正方形试样的拉伸极限,所述拟合公式的具体表达式为:k
εh=a*Gθ
式中,a和k为材料本身的边缘拉伸极限曲线相关系数。
2.根据权利要求1所述的用于薄钢板边缘拉伸开裂极限的评价方法,其特征在于,在步骤S31中,所述拉伸极限应变εh的具体表达式如下:式中,d1为扩孔后圆孔边缘的外侧直径,d0为扩孔前圆孔的直径。
3.根据权利要求1所述的用于薄钢板边缘拉伸开裂极限的评价方法,其特征在于,在步骤S12中,需保证同心圆半径差 大于等于0.2mm,同心度小于0.05mm。
4.根据权利要求1所述的用于薄钢板边缘拉伸开裂极限的评价方法,其特征在于,在步骤S2中,扩孔速度需低于5mm/s。
5.一种根据权利要求1‑4之一所述的用于薄钢板边缘拉伸开裂极限的评价方法的评价装置,其特征在于,其包括凹模、凸模、压边和压机压边缸,所述压边的第一安装端和所述压机压边缸的固定端固定连接,所述压边的第二安装端和所述凸模的工作端滑动连接,所述压边的第三安装端和所述凹模的第一安装端接触连接,所述凹模第二安装端的轴线、所述压边第二安装端的轴线和所述凸模的轴线在同一条直线上,所述凸模的工作端为锥形,所述锥形的角度根据试样上不同直径的圆孔确定,所述压边第二安装端的直径和所述凸模的直径相等,所述凹模第二安装端的直径大于所述凸模的直径。
6.根据权利要求5所述的评价装置,其特征在于,所述凸模的工作端锥形的锥度在45°‑
75°之间,且凸模的圆柱端直径大于55mm。