Испытание листовых металлических материалов на изгиб по VDA 238-100 и GMW 15421
Стандарты VDA 238-100 и GMW 15421 (глобальный инженерный стандарт General Motors) содержат описание проведения испытаний образцов из металлических материалов (например, алюминиевых сплавов и высокопрочных сталей) на изгиб (прочность при растяжении Rm ≥ 780 МПа). С 2017 года требования к испытательному приспособлению стали очень высокими, чтобы измеренный угол изгиба отражал только сам материал и не подвергался влиянию испытательного приспособления. Это позволяет лучше оценить способность материала к деформации.
Последующая информация дает исчерпывающий обзор. Однако приобретение полного стандарта является обязательным условием для обеспечения нормативного проведения испытаний листового металла на изгиб.
Цель и диапазон применения Испытательное решение фирмы ZwickRoell Изготовление образцов и образцы Требования к жесткости Проведение испытания Возможность автоматизации Запросить консультацию Загрузки
VDA 238-100, цель и область применения
Испытание листового металла на изгиб по VDA 238-100 признано во всем мире как метод оценки способности листовых металлов к формованию и изгибу, оно предназначено для определения угла изгиба, например, кузовных компонентов с целью определения характеристик деформации и подверженности металлических материалов разрушению в процессе формования с преобладающим изгибом (например, при фальцевании) или при ударном нагружении.
Эта директива была разработана совместно производителями и поставщиками с целью создания единого мирового стандарта для испытаний в области автомобильной промышленности. Помимо стандарта VDA 238-100 многие автопроизводители и поставщики используют специфические директивы OEM (например, GMW 15421 от General Motors (глобальный инженерный стандарт General Motors), который особенно актуален для североамериканского рынка.
Решение фирмы ZwickRoell для испытаний листовых металлов на изгиб соответствует высоким требованиям к точности и жесткости, что делает его пригодным для проведения испытаний как по VDA 238-100, так и по GMW 15421.
Испытание листового металла на изгиб по VDA 238-100 на оборудовании фирмы ZwickRoell
Оптические измерительные системы и автоматизированные процессы обеспечивают воспроизводимые результаты для надежного проектирования процессов формования и проверки моделирования:
- Оптическое измерение угла изгиба прямо на образце - в режиме реального времени.
- Высочайшая жесткость испытательного приспособления
- Автоматизированная передача измеренных значений и анализ в режиме реального времени в testXpert
- Синхронизированная по времени регистрация образования трещины
- Минимальное влияние человеческого фактора
Приспособление фирмы ZwickRoell для испытаний листового металла на изгиб разработано в сотрудничестве с крупным автопроизводителем. Оно не только соответствует требованиям стандартов VDA 238-100 и GMW 15421, но и идеально подходит для повседневных испытаний: простота в управлении, минимальное влияние оператора и интеллектуальная поддержка с помощью оптических возможностей измерения и анализа.
Вы используете машину также и для других испытаний? Демонтировать испытательное приспособление нет необходимости. С помощью адаптера можно устанавливать различные захваты или испытательные приспособления прямо на приспособление для испытаний листовых металлов на изгиб.
Благодаря нашему тесному сотрудничеству с ведущими игроками отрасли мы знаем, что большой угол изгиба является ключевым критерием высокого качества материала. Это, в свою очередь, требует высокой жесткости испытательного приспособления. Именно на этом и была сосредоточена разработка. Но простота, скорость и безопасность эксплуатации также были важны для нас, поскольку это гарантирует соответствие приспособления требованиям для ежедневного использования. Совместно с клиентами мы провели интенсивные испытания и доработали испытательное приспособление. В результате получился продукт, который, помимо технической точности, предлагает, прежде всего, одно: реальные практические знания.”
Д-р Эрхард Райманн, менеджер направления «Системы для статических испытаний металлов»
Хотите узнать больше? Связаться сейчас
VDA 238-100, изготовление образцов и образцы
Качество изготовления образцов имеет большое влияние на испытание. Поэтому стандарт VDA 238-100 предусматривает различные шаги для тщательного изготовления образцов. Поверхность образца должна быть чистой, кромки при необходимости должны быть зачищены от заусенцев, отшлифованы или обработаны иным образом.
Образцами для испытаний листовых металлов на изгиб являются плоские металлические пластины стандартным размером 60 мм × 60 мм. Если ожидаются высокие испытательные усилия, то по согласованию с заказчиком можно уменьшить ширину образца.
Материалы с высокой способностью к деформации можно предварительно растягивать для оптимального определения характеристик.
VDA 238-100, требования к жесткости испытательного приспособления
Жесткость испытательного приспособления является решающей для результатов испытаний. Если жесткость низкая, то деформация испытательного приспособления будет влиять на определяемый угол изгиба, т.е. он будет меньше, чем должен быть на самом деле. “При углах изгиба αsoll > 130° жесткость испытательного приспособления необходимо подтверждать. При усилии пуансона 3000 Н максимальное общее расширение должно составлять 0,1 мм” (источник:VDA 238-100:2020-07, п. 4 «Испытательное оборудование и аппаратура», издательство: Ассоциация автомобильной промышленности).
Мы достигаем необходимой высокой жесткости наших приспособлений для испытаний листовых металлов на изгиб с высочайшей точностью.
VDA 238-100, подготовка испытания
Гибочное приспособление располагается в машине для испытаний на растяжение таким образом, чтобы ролики были параллельны и центрированы под гибочным пуансоном с допуском ±0,05 мм. Расстояние между роликами регламентировано в стандарте VDA 238-100 в зависимости от рассчитанного заданного угла изгиба αsoll:
| Расстояние между роликами в зависимости от заданного угла изгиба αsoll | |
|---|---|
| Сталь | 2 tm + 0,5 мм |
| Алюминиевые сплавы αsoll ≤ 130° | 2 tm |
| Алюминиевые сплавы αsoll > 130° | 2 tm + 0,5 мм для t ≤ 2,0 мм |
tm = толщина образца перед испытанием, t = номинальная толщина
Образцы должны располагаться на роликах симметрично таким образом, чтобы усилие можно было приложить, установив гибочный пуансон посередине расстояния между опорами. В зависимости от материала и толщины образца радиус гибочного пуансона выбирают следующим образом:
| Радиус нажимного пуансона | |
|---|---|
| Сталь (Rm ≥ 780 МПа) | 0,4 мм |
| Алюминиевые сплавы | 0,2 мм для t ≤ 2,0 мм 0,4 мм для t > 2,0 мм |
VDA 238-100, проведение испытания
Образец изгибается с определенными скоростями испытания до тех пор, пока не будет достигнут один из трех критериев:
- Спад усилия:
Сталь = 60 Н
Алюминий t ≤ 2,0 мм = 30 Н
Алюминий t > 2,0 мм = 60 Н - Остановка при перемещении траверсы, обеспечивающем угол изгиба после ожидаемого спада усилия в 30 Н или 60 Н и перед зажимом
- Остановка при значительном росте усилия
Определение угла изгиба
Для анализа стандарт VDA 238-100 регламентирует три возможности определения угла изгиба:
- Вручную (αₘ) согласно приложению C: Угол изгиба α измеряют вручную угломером после извлечения образца из гибочного приспособления. В этом случае измеряется только пластичная деформация.
- Расчет (α꜀) согласно приложению D: Угол изгиба α꜀ рассчитывается на основе перемещения траверсы в программном обеспечении, при этом угол изгиба охватывает пластичную и упругую деформацию.
- Оптически (αₒ) согласно приложению E: Угол изгиба αₒ определяют с помощью высокоточной камерной системы во время нагружения образца. При этом одна камера измеряет угол изгиба во время испытания непосредственно на образце. При этом испытании измеряется пластичная и упругая деформация.
Автоматизированное испытание листовой стали на изгиб
Специально для получения надежных и точных результатов испытание листовой стали на изгиб можно также проводить автоматизированно.
В роботизированной испытательной системе roboTest N фирмы ZwickRoell робот перемещает образцы, а также обеспечивает прецизионную укладку образца в гибочное приспособление. Робот полностью исключает влияние человеческого фактора (температура рук или влажность рук, а также наклонное или неточное расположение металлических образцов.
Сначала сканер считывает нанесенный на образец идентификационный код, обеспечивая, таким образом, надежное сопоставление данных образца с результатами испытаний.
Поскольку испытание листовой стали на изгиб может проводиться на образцах различной толщины, на следующем этапе определяется толщина образца на станции измерения толщины. Робот выбирает соответствующий толщине образца гибочный пуансон и устанавливает его в испытательное приспособление. Кроме того, расстояние между роликами гибочного приспособления автоматически адаптируется к гибочному пуансону.
Благодаря автоматизации испытания листового металла на изгиб по VDA 238-100 квалифицированный персонал лаборатории освобождается от рутинных действий и может решать более сложные задачи.
Видео автоматизированного испытания листовой стали на изгиб
В этом видео используется автоматизированное испытание листовой стали на изгиб, потому что необходимо испытывать большое количество образцов различной толщины.
Автоматизированная испытательная система roboTest N обеспечивает одинаковое расположение образцов в испытательном приспособлении при каждом испытании. Влияние человеческого фактора сводится к минимуму.
