[发明专利]一种在模拟成形试验中试样失稳的检测方法

说明书

技术领域：

本发明属于金属塑性加工成型技术领域，具体涉及一种在模拟成形试验中试样失稳的检 测方法。

背景技术：

板料冲压成形是一种用途非常广泛的制造工程技术，拉深、胀形、扩孔(翻边)和弯曲是 其最基本的4种成形方式，各自具有不同特征性质的应力(应变)，而板料的成形性能是决定 冲压工艺成败的重要因素。

成形性能是冲压用钢极为重要的性能之一，它包括基本成形性能和模拟成形性能。由于 板材成形过程极其复杂多样，是不可能用一两个指标所能概括和确切表征的。基本成形性研究 的是成形性的共性问题，而模拟成形性研究的是成形的特殊性(即个性)问题。因此，板材的基 本性能和模拟成形性能可以分别由基本性能试验和模拟成形性能试验所取得的有关指标来加 以表示。

对板料冲压成形性能进行模拟试验，是一种根据冲压成形技术物理特性，并利用相似性 分析、相似性设计以及聚类和分类方法，是针对各种各样的冲压成形制品及其相应的冲压成 形工艺过程可能具有的普遍性变形力学性质、冲压成形方式和冲压失稳现象(或冲压成形缺陷) 所进行的典型化抽象试验技术。

用标准拉伸试件求得的基本成形性能，虽有其重要和普遍意义，但由于在生产中直接应 用这些参数，往往难以掌握，且对具体生产所要求的性能也难以估计，再者，不少具体成形 过程，牵涉到的参数不止一个，往往不能只用一个参数来说明全部问题；因而常求助于与实 际生产性质接近的试验方法，即所谓模拟试验，来测定材料对某种工艺的适用性。这些试验 比拉伸试验，往往更易于在生产现场进行，为生产人员乐于采用。对于实际的冲压工艺和模 具设计更具有指导意义。

模拟成形性能包括极限拉深直径(LDR)试验、拉深潜力试验(TZP)试验，杯突(Erichsem) 试验，KWI扩孔(翻边)试验，拉深-胀形复合成形(CCV)试验和成形极限图(FLD)试验等。

模拟试验具体的方法是模拟一种典型冲压工艺，在板料出现失稳时候试验机停止。根据 板料的变形程度来评估板料的成形性能。

在上述模拟成形性能试验中，都会碰到如何判断板料在试验过程中出现了的冲压失稳现 象。过去一般采用人工肉眼判断的方法，这种方法的稳定和准确性都不理想，目前已基本不 用，而采用透光或压差控制。

所谓透光控制即在板料的一面安装上光源在另一面光信号接收装置，在板料发生破裂时， 光透过板料的裂缝到达光信号接收装置，控制成形试验，这种方法控制稳定但这种方式检测 到的是板料的开裂，不是失稳。另外对于扩孔试验板料的失稳形式是边裂，光透法无法检测。

压差控制是利用板料失稳时抵抗变形力下降而使成形力下降，通过检测成形力下降而控 制模拟成形试验。这种方法可以检测到板料发生失稳的准确时刻，但不是所有模拟试验都是 随着变形增大成形力一直在上升的，如极限拉深直径(LDR)试验和扩孔试验等。对于这种 模拟试验压差控制方法就不适用了。

发明内容：

本发明所提供的一种在模拟成形试验中试样失稳的检测方法，本发明所依据的原理是电 磁感应及涡流的趋肤效应。

电磁感应原理检测板料失稳，当导电体靠近变化着的磁场或导体作切割磁力线运动时， 由电磁感应定律可知，导电体内必然会感生出呈涡状流动的电流，即所谓涡流。此涡流是因 一通以交变电流的检测线圈靠近导电体而生，则由电磁感应理论可知，与涡流伴生的感应磁 场会与原磁场叠加，结果使得检测线圈的复阻抗发生改变。由于导电体内感生涡流的幅值、 相位、流动形式以及其伴生磁场不可避免要受导电体的物理以及其制造工艺件能的影响，因 此通过监测检测线圈阻抗的变化即可非破坏地评价被检材料或工件的物理或工艺性能及发现 某些工艺性缺陷。同样在板料发生失稳的时候监测检测线圈阻抗也会发生变化，从而控制试 验。由于是薄板模拟成形试验，而且失稳首先在试样上表面发生，故此涡流的集肤效应正适合 于薄板模拟成形试验。

根据以上原理，本发明提供一种在模拟成形试验中试样失稳的检测方法，该检测方法具 体如下：

(1)首先在普通成形试验机中接入高频振荡器和数据过滤器，将一组涡流探头放置于板 料表面上方，具体位置示意如图1，2所示；也可将涡流探头安装在板料表面下方，如图3所示。

高频振荡器与涡流探头的电源输入端相接，涡流探头的信号输出端接入数据过滤器，数 据过滤器信号输出接入成形试验机控制器，具体连接如图4所示。

主要技术参数：