[实用新型]剪应力起皱试验模具

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种板料起皱技术，特别涉及一种诱发金属薄板发生剪应力起皱试验模具。

背景技术

随着汽车工业的快速发展，汽车用薄钢板应用范围和数量不断扩大，在冲压车间，钢板在成形过程中，板料起皱已成为一个质量问题，因此，板材起皱特性的测定是非常重要的。因此选择合适的检验钢板起皱特性的试验方法具有重要意义。

在汽车零件冲压过程中，起皱现象是经常出现的质量问题，根据起皱区外力条件不同，起皱主要有三种表现形式：压应力起皱、不均匀拉应力起皱和剪应力起皱。

目前国内外对压应力起皱、不均匀拉应力起皱已有许多研究和相应的模拟试验方法，如压应力的圆筒形零件拉深时法兰变形区的起皱试验，不均匀拉应力的方板对角拉伸试验等，但对剪应力起皱的试验方法研究还很少，还没有相应的试验方法。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种具有诱发金属薄板发生剪应力起皱试验模具，并通过一定的试验方法，测定金属薄板的抗剪应力特性，满足科研，用户技术支持的需要。

为实现上述目的，本实用新型的剪应力起皱试验模具，由凸模2、两个对称的凹模4、两个对称的压边模3和底座5组成，所述凹模4上开有压筋槽41，所述压边模3上设有压筋31，所述底座5上开有T型槽6，所述凹模4和底座5通过螺钉连接，所述压边模3与底座5通过T型槽6上的螺拴连接。

本实用新型的金属薄板剪应力起皱试验模具，满足了试样、试验要求，模拟试验接近于实际冲压状态。

采用本实用新型的金属薄板剪应力起皱试验模具对部分宝钢生产的汽车板进行了测定，结果显示，试验模具具有可操作性，试验结果重复性好，为汽车板的使用提供了有用的数据。

附图说明

图1为剪应力起皱机理示意图；

图2为试验用试样部分示意图；

图3为剪应力起皱试验模具的示意图；

图4为图3的A-A示意图。

具体实施方式

剪应力起皱原理：在钢板冲压成形时，凹模内部的毛坯是处于拉力下成形的，由于冲压件的结构较复杂，导致毛坯的受力也较复杂，当毛坯受到的拉力不同轴平衡时，则会在毛坯内产生剪应力，如图1所示。根据力学基本知识可知，最大主应力方向与剪应力成45°角，即在Y1方向，且 σ y 1 > 0 ]]>；最小主应力必然在X1方向，且 σ x 1 < 0 ]]>。即材料在X1方向受到的应力是压应力，当这一压应力σ_x1达到一定值时，板料就会产生受压失稳现象，其皱纹的长度方向是在Y1方向。

剪应力起皱是毛坯在受到不同轴平衡拉力后，在某区域里产生剪应力而引起的起皱，因此，开发的模具应具备使金属薄板试样产生剪应力，并由此剪应力产生起皱。图2为试验用经过压筋、折边的试样部分示意图，根据剪应力原理，开发的模具通过压边模压住筋，使其不能向凹模流动，凸模对试样底部加压，使试样在ABCD区域内产生剪应力，当剪应力超临界时，在ABCD区域内就会产生45度的起皱。

图3是剪应力起皱试验模具的示意图，图4是图3的A-A向示意图。如图所示，剪应力起皱试验模具由凸模2、凹模4、压边模3和底座5组成。

凸模2设计长方体，下部和试样接触处倒角，上部和加载机构压头1连接，本实用新型设计为40mm×80mm×195mm。

压边模3和凹模4均为两部分，为提高试验精度、重复性，根据试样要求，凹模设计成对称形式，两部分结构完全相同。其表面的两端分别对应分布着压筋31和压筋槽41。通过螺钉将凹模和底座进行连接和固定，并保证两凹模间距离的大小及其相对位置具有一定的调节量。

底座5开有T型槽6，可放置连接凹模4、凸模2和试样的螺栓并起固定作用。根据试样尺寸有可能改变，固定凹模的螺孔一边设计成可调节的。