论文部分内容阅读
材料的变形能力是金属材料应用的基础和金属材料发展的前提。在材料的研究过程中,材料的变形在实际应用问题中起主导作用。如何在研究材料变形程度的同时也能记录材料的变形过程,就成了研究材料成形的关键。材料和加工工艺日新月异,最初的实验和检测方法无法直接应用于新的情况和实际工况下。因此,新的实验设备和实验数据记录方法的出现迫在眉睫。本文研究的主要目的就是找到一个可重复使用的、操作简单和不受环境约束的方法。通过这种方法,可以对不同材料的样品进行实验与实验过程中位移变形数据记录,此方法不受制于材料的形状、大小、温度及环境的限制,对实验样品的变形行为进行记录。本论文分别对双相钢进行了胀孔和拉伸实验研究和对6016铝合金进行了单向拉伸实验。通过CCD高速摄像机对变形过程中的位移数据进行采集并使用计算机进行数据记录,通过有限元仿真方法对材料的冲压和拉伸等行为进行仿真模拟,对冲压等加工工艺进行优化,从而得到最佳加工参数。变形结束后采用光镜、SEM、显微硬度仪对拉伸断裂后的组织进行观察与分析。结果表明:双相钢在胀孔实验在变形过程中,边裂通常伴随着大的应变变化,孔边裂纹出现处的应变行为与单轴拉伸试验很相像。即使应力不沿着边缘分布,裂缝还是会在边缘产生然后快速传播。6016铝合金经过轧制后,各方向上的力学性能差异不大,并未因轧制而产生各向异性。双相钢和6016铝合金拉伸断开后,虽然因为变形强化而使材料显微硬度有所差别,但差异不大。数字图像相关方法是一个可重复使用的、操作简单和不受环境约束的方法。在实验过程中,可以对不同的材料的变形行为进行记录,并不受制于试样的形状和大小或者环境与温度。是记录材料变形行为的首选方法。如果使用三个摄像机系统,可得冗余数据,最终对多组数据优化匹配,得到较理想的结果,在实际的测试当中具有更好的实用性。