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符合 VDA 238-100 标准的金属材料小规格板弯曲试验

VDA 238-100 标准描述了如何针对由铝合金和超高强度钢材(拉伸强度 Rm ≥ 780 MPa)等金属材料制成的试样进行小规格板弯曲试验。自 2017 年以来,与试验工装相关的要求变得非常严格,以确保所测得的弯曲角度仅反映材料本身的特性,而不受试验工装影响。这能够提高材料成型性评估的准确度。

下文提供了全面的概述。但是,为了确保按照 VDA 238-100 标准的要求执行小规格板弯曲试验,请务必参阅完整标准

目标及应用 试样制备和试样 刚度要求 运行试验 3 点弯曲试验工装光学功能请求咨询

符合 VDA 238-100 标准的试验目标及应用

符合 VDA 238-100 标准的小规格板弯曲试验用于测定汽车车身面板等材料的弯曲角度。此类试验旨在了解金属材料在部件弯曲成型过程中(如卷边操作)或冲击载荷作用下的变形行为以及失效敏感性。

该指导标准由汽车行业制造商与供应商共同制定,旨在为汽车应用建立统一的全球标准。

符合 VDA 238-100 标准的试样制备和试样

试样制备质量会对试验产生重大影响。因此,VDA 238-100 标准规定了仔细制备试样的多个步骤。试样表面必须保持清洁,如有必要,应对边缘进行修边、打磨或抛光处理。

小规格板弯曲试验使用标准尺寸 60 mm × 60 mm 的小规格平板金属试样。如果预期试验载荷较高,可与客户协商缩短试样宽度。

就高成型性材料而言,可以进行预拉伸,以便更准取地了解其特性。

VDA 238-100 标准对试验工装刚度的要求

试验工装刚度对测试结果具有决定性影响。如果刚度偏低,试验工装变形将影响测得的弯曲角度,即测得数值低于实际数值。“如果弯曲角度 αset > 130°,必须验证试验工装的刚度。当冲压力为 3000 N 时,滚轮总伸长量不得超过 0.1 mm”(来源:VDA 238-100:2020-07, Section 4 Test apparatus and test equipment, Publisher:VDA [ German Association of the Automotive Industry])。

我们的小规格板弯曲试验工装可满足必要的高刚度需求,并且非常精准。

符合 VDA 238-100 标准的试验准备

将弯曲试验工装放置在拉伸试验机中,确保滚轮相互平行且居中安装在压头下方,公差为 ±0.05 mm。VDA 238-100 标准规定,支承滚轮距离与计算出的目标弯曲角度 αset 应为函数关系:

2 tm + 0.5 mm
铝合金αset ≤ 130°2 tm
αset > 130°t ≤ 2.0 mm 时为 2 tm + 0.5 mm

tm = 测试前的试样厚度,t = 标称厚度

试样必须对称放置在滚轮上,确保压头在支座距离的中间位置向其施加力。根据试样的材料和厚度,可按照以下规则选择压头半径

钢 (Rm ≥ 780 MPa)0.4 mm
铝合金t ≤ 2.0 mm 时为 0.2 mmt > 2.0 mm 时为 0.4 mm

根据 VDA 238-100 标准运行试验

试验时以规定速度弯曲试样,直至满足三个停止条件之一:

  • 力减小量:
    钢材 = 60 N
    铝材 t ≤ 2.0 mm = 30 N
    铝材 t > 2.0 mm = 60 N
  • 如果当横梁位移一定距离时,能够在达到预期力减小量 30 N 或 60 N 且未夹紧的情况下形成特定弯曲角度,则停止弯曲试样
  • 力值显著提高时,停止弯曲试样

测定弯曲角度

VDA 238-100 标准描述了三种用于确定弯曲角度以便进行评估的方法:

  • 根据附录 C 手动测量 (αₘ):将试样从弯曲试验工装上取下,使用分度规手动测量弯曲角度 α。在这种情况下,仅测量塑性变形。
  • 根据附录 D 进行计算 (α꜀):在软件的帮助下,基于横梁位移计算出弯曲角度 α꜀,该弯曲角度包含塑性变形和弹性变形。
  • 根据附录 E 采用光学方法 (αₒ):向试样施加载荷的过程中,使用高精度摄像机系统实时测定弯曲角度 αₒ。摄像机会在试验期间直接测量试样的弯曲角度。此类试验测量塑性变形和弹性变形。
产品经理 Erhard Reimann 博士描述了小规格板弯曲试验中的关键指标

“通过与业内知名组织紧密合作,我们发现弯曲角度高是优质材料的一个关键指标。因此,高刚度的试验工装至关重要,而这正是我们的研发重心。但另一方面,简单、快速、安全的操作也同样重要,这能够确保设备满足日常使用需求。我们与客户通力合作,对试验工装进行了大量测试和持续改进。最终的成品不仅具备技术精度,更重要的是凝聚了切实有效的专业知识。”

Erhard Reimann 博士,金属静态试验系统产品经理

使用 ZwickRoell 试验机按照 VDA 238-100 标准执行小规格板弯曲试验

ZwickRoell 小规格板弯曲试验工装由 ZwickRoell 与一家大型汽车制造商共同开发。该工装不仅能够满足 VDA 238-100 标准的要求,还能有效应用于日常试验:使用简单、人工操作影响小,并且提供光学测量和分析等智能辅助选配件。

您是否需要将试验机用于其他应用?无需拆卸试验工装,您可以使用适配器直接在小规格板弯曲试验工装上安装各种试样托架或试验工具。

小规格板弯曲试验工装的优势:

光学功能:节省时间并获取更多信息
高刚度 = 高精度测量弯曲角度
稳定可靠且操作简便

光学功能:节省时间并获取更多信息

光学功能可节省时间并支持对材料失效情况进行详细分析

  • 裂纹图像捕捉:裂纹检测摄像机能够在试验期间直接录制开裂过程视频。
  • 与传统手动方法相比,对弯曲角度和支承滚轮距离进行光学测量可以节省时间并减少人工操作影响。测量值自动导入 testXpert 系统,从而避免输入错误。
  • 光学测量功能可在试验过程中同步记录弯曲角度和力-位移数据,而非仅在试验结束后存储结果。
  • 裂纹图案、弯曲角度和力测量值都能同步记录。
  • 在试验期间,可随时在 testXpert 中查看力、弯曲角度和裂纹图案之间的关系,以便对材料失效进行详细分析。

高刚度 = 高精度测量弯曲角度

高刚度试验工装可确保精准测定弯曲角度

试验工装可满足 VDA 238-100 标准的所有刚度要求。这能够确保测出真实的材料弯曲角度特性值,结果不受试验工装影响。

稳定可靠且操作简便

测试结果可靠且人工操作影响小

  • 对包含塑性变形和弹性变形的弯曲角度进行自动光学测量。
  • 自动测量支承滚轮距离并将测量值传输至 testXpert。
  • 可根据测得的试样厚度精确设定支承滚轮距离。

您是否希望进一步了解小规格板弯曲试验?


请联系我们的产品专家,了解更多信息。我们十分期待与您探讨相关需求。

联系信息

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