汽车工程中的金属薄板成型性能试验

薄板需要具有极高的延展性。典型的成型工艺如深拉伸和拉伸成型，需要标准试验方法加以控制约束。ZwickRoell的BUP系列金属薄板试验机可以在高达1,000 kN试验力下测得所需参数。另一项非常重要且复杂的试验为成型极限曲线的测定，工程师可以根据该曲线来推导出成型过程中应变的上限。ZwickRoell与高度专业化的合作伙伴深入合作，开发出了可以用于记录深拉工艺中试样应变的光学测量技术。

行业手册：汽车 PDF 4 MB
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热成型

近年来，为了满足更高碰撞安全以及整车减重要求，热冲压技术已经成为了一种非常重要的热加工成型工艺。
该工艺目的在于使用比传统成型工艺更少的材料，使金属薄板达到或超过传统产品的刚度。
非常多的汽车制造商采取该工艺来制造底盘的结构件，如A柱、B柱、传动轴通道、前后保险杠载体、门槛、车门强化件、侧边件以及车顶框架等。
与传统成型工艺相比，热加工成型更加复杂，同时也可以在更短时间内生产具有更高强度、更复杂几何结构以及更低回弹效应的产品。试验需要从最终产品上取样，然后进行硬度、拉伸以及弯曲试验。

拉伸试验

简单拉伸试验

ZwickRoell有多种材料试验机用于材料的拉伸试验，试验力最高达2,500 kN；试验机在大载荷下也能得到精确的测量结果。

测定r值和n值的拉伸试验

通常来说，薄板需要同时具有高延展性和高强度特性，拉伸试验中测定的r值和n值可以用来表征薄板的成型性能。n值描述了在塑性变形直至均匀伸长期间的加工硬化，也就是应变增加；r值则描述了垂直方向的各向异性。n值由拉伸应力和应变决定，而确定r值则需要测量试样在拉伸过程中的横向应变。

双轴拉伸试验

试验机的一个独特的功能就是进行双轴拉伸试验，用于测定材料的变形性能。该功能主要用于研究与开发，因为这可以在试样的交点处施加确定的应力并对其进行观测。ZwickRoell生产这些双轴试验机以满足客户需求。在大多数情况下，应变是通过非接触式的光学引伸计测量的。ZwickRoell可以提供两种不同的解决方案。ZwickRoell与专业合作伙伴一道，开发出了高分辨率应变分布测量解决方案。

断裂韧性试验

断裂韧性KIc是金属材料在飞机制造、发电厂建设、汽车工程等安全相关领域应用的一个重要特性。断裂韧性是通过对已有预制裂纹的试样进行试验来测定的，试验期间会对试样不断施加载荷直至其失效。断裂韧性可以通过载荷-变形曲线以及裂纹长度来确定。

弯曲试验

3点弯曲试验不仅可以被用来测定材料的弯曲性能，也可以用于对弯曲边缘进行可视化评估。在弯曲试验时，尤其要对焊缝的行为进行观测。ZwickRoell拥有多种弯曲试验工装，结合对试样螺纹夹具的调整改造，可以满足各种测试需求。

拉延筋试验

该试验目的是测定金属薄板与拉延成型模具之间的摩擦系数，从而确定该深拉工艺的理想润滑条件，保证避免薄板在深拉过程中产生裂纹和褶痕，确保得到合理的工艺流程。拉延筋试验装置能够容易地安装到一台标准电子万能材料试验机上。测试中，一根长条金属板（典型尺寸300 mm x 30 mm x 2 mm）被轴向夹持在上标准夹具中，拉延工装处于闭合状态。然后长条试样被穿过拉延工装中进行拉伸。该过程可以自动重复进行，重复次数可以自行定义。拉延工装的夹持力由电子系统控制，可以保证测试结果的精确性和可再现性。工装模具可以被快速更换，用于进行其他要求的测试。