拉伸过程

拉伸过程（共8篇）

拉伸过程 篇1

在汽车结构材料的研究中, 如何减轻车重、降低油耗、减小环境污染、提高运行的安全性一直是汽车行业最为关注的课题, 其中开发新型高强度高塑性的钢板来实现汽车的轻型化是汽车行业的重点研究方向之一。TWIP (Twinning Induced Plastic) 钢, 又称孪晶诱导塑性钢, 具有极高的塑性指标 (60%~90%) 和较高的强度 (600~1000MPa) , 是最近几年国内外正在开发研究的高强度、高塑性汽车用钢[1,2,3]。TWIP钢室温时为稳定的奥氏体组织, 在施加一定的外部载荷时, 因为应变诱导产生形变孪晶, 会发生大的无颈缩延伸, 从而表现出优异的力学性能, 如极高的塑性值、高的应变硬化率和高的强度[4]。目前, 国内外将研究重点放在TWIP钢的成分设计、生产工艺上, 并取得了一定进展, 然而, 对TWIP钢的孪晶诱导塑性机理还没有一个深入的认识[5,6,7]。本工作对退火态TWIP钢进行拉伸实验, 通过扫描电镜 (SEM) 对TWIP钢的断裂过程和微观组织的变化进行原位分析研究, 旨在进一步深入了解TWIP钢在变形过程中微观组织的演化过程和断裂机理, 为综合性能良好的高强度、高塑性汽车用TWIP钢的工业应用提供参考。

1 实验材料与方法

实验用TWIP钢的化学成分如表1所示。采用1.0mm厚的冷轧TWIP钢板进行退火和随后的拉伸变形实验, 退火在RX2-37箱式电阻炉中进行, 退火温度分别为800, 900℃和1000℃, 保温时间为10min。在MTS810拉伸实验机上进行TWIP钢板的力学性能测试, 得出1000℃退火时的塑性最高, 抗拉强度和延伸率分别为670MPa和85.2%, 其真应力-真应变曲线如图1所示。

原位拉伸实验在JSM-5800扫描电镜及附件MP20932拉伸台上进行, 其承受最大载荷为200kg, 最大伸长量为20mm。实验时在试样的中部侧面加工出一个半径约为0.8mm的弧形缺口。拉伸实验时, 该区域首先发生塑性变形并起裂, 有利于具体细节的原位观察。在拉伸之前, 须将试样抛光, 并用王水进行短时腐蚀。

2 结果与分析

将退火条件为1000℃、保温10min的TWIP钢进行拉伸实验和原位观察, 拉伸过程中微观组织的演化情况如图2所示。从图2a中可以看出, 原始组织为带有大量退火孪晶的奥氏体等轴晶粒, 晶粒的平均尺寸约为40μm。当变形量ε达到0.12时, 在具有三个平行孪晶界的A晶粒内部出现了平行于孪晶界的应变条痕, 如图2b所示。这些应变条痕的方向和拉伸方向成45°关系, 而在其他晶粒上没有观察到类似的应变条痕。增加变形量到0.22后 (见图2c) , 在最初变形的

A晶粒内部出现了又一组相互平行的应变条痕, 这些应变条痕与初始应变条痕相交成60°~70°左右。同时, 在A晶粒周围的其他晶粒也可以观察到明显的塑性变形, 如在B晶粒内出现了应变条痕, 这些应变条痕在空间的取向上与A晶粒的初始应变条痕基本保持一致, 和主拉伸方向也成45°的关系。通过试样重新抛光并在金相显微镜下分析可知, 这些应变条痕大部分为滑移带, 少部分为变形过程中产生的形变孪晶。因此, 随着拉伸过程的进行, 同其他奥氏体钢一样, TWIP钢除保留有原始的退火孪晶外, 组织中的变形孪晶越来越多[8,9,10]。

从图2d中可以看出, 将变形量进一步增加到0.30后, 除A晶粒和B晶粒发生剧烈变形外, 临近区域中的C晶粒和D晶粒, 也出现了应变条痕。原因是在拉伸过程中, A晶粒由于退火孪晶的存在, 因而具有最有利的变形取向。具有这些取向的晶粒在外力的作用下首先开始变形, 并逐渐产生加工硬化, 变形到了一定程度以后, 与A晶粒相近取向的B晶粒内部逐渐转变, 形成对变形有利的取向, 从而使得变形扩展到B晶粒并持续进行。随着变形量的进一步增加, 如图2d中的C晶粒和D晶粒, 也出现了应变条痕。这种塑性变形的转移现象, 随着变形量的增加越来越明显, 如图2e所示。

图3为原位拉伸试样微裂纹的萌生与扩展。当变形量达到0.47时, 在应力集中的作用下, 拉伸试样的缺口处产生了大量和拉伸方向几乎垂直的应变条痕, 随着应变条痕不断增加密集, 最终在缺口处沿着应变条痕方向形成微裂纹, 如图3a所示。通过观察分析图3可知, 微裂纹容易在夹杂物和晶界处萌生。并且夹杂物和晶界处的微裂纹在应力集中的作用下最易发生扩展连接, 最终完成断裂过程。

图4为拉伸过程中孪晶和晶界变化的原位观察。

图4a为变形量ε=0.47的显微组织, 可以看出, 由于孪生的切变作用, 以孪晶面为界面, 晶粒形成了台阶状结构。在变形过程中, 孪生导致了晶粒内部的有利取向, 因而孪晶界两侧的应变条痕取向相对于孪晶界呈对称关系, 通过将变形转移到其他区域, 从而缓解了应力在变形区域的集中。正是由于这种孪晶诱导塑性的作用, 不断通过改变晶粒取向来缓解应力集中, 所以在相当大的变形量范围内, 夹杂物和晶界处的微裂纹不会迅速扩展, 使得TWIP钢具有优异高强度高塑性的匹配。伴随着拉伸过程的进行, 不管变形量多大, 在同一视场内观察到的台阶状结构处的孪晶应变条痕取向不变, 孪晶区的宽度也不变。

从图4b中可以观察到, 裂纹在垂直于裂纹扩展方向处的晶界附近受到阻碍。由于裂纹尖端在晶界前受到阻碍, 因而在晶界附近处产生了一个很高的应力集中区域。在晶界的另一侧, 由于夹杂物或晶界处已存在一些微裂纹, 因而在应力集中的作用下这些应变区域中的微裂纹迅速扩展, 扩展方向同主裂纹的方向相一致。当所外加载荷超过晶界断裂强度的时候, 晶界两侧的微裂纹相连接, 晶界被横向撕裂。

通过拉伸实验的SEM原位观察可知, 随着拉伸的进行, 孪晶界两侧的晶粒发生扭折并形成了台阶状结构, 从而导致了晶粒的浮凸现象。如图5所示, 变形前拉伸试样的表面光整、平滑, 试样颈缩时由于大部分晶粒参与了变形, 发生了扭转, 表面出现“褶皱”现象以至于几乎观察不到晶界。这种现象与高氮奥氏体不锈钢的在拉伸过程中产生的现象相一致[10]。从图5b中还可以看出, TWIP钢在外部载荷作用下开始断裂时, 发生了大的无颈缩延伸, 从而表现出优异的塑性。

3 结论

(1) 在TWIP钢的拉伸过程中, 具有孪晶界的晶粒内部首先发生变形, 并产生一定程度的加工硬化。随后其余部分晶粒发生转变, 形成对变形有利的取向, 从而变形得到扩展, 最终得到非常大的无颈缩延伸。

(2) 变形所产生的初始应变条痕平行于孪晶, 与随后产生与之交叉的应变条纹呈60°~70°夹角。应变条痕大部分为滑移带, 少部分为变形过程中产生的形变孪晶。

(3) 微裂纹首先在夹杂物和晶界处萌生, 并在应力集中的作用下发生扩展连接, 最终完成断裂过程。

(4) 由于孪晶诱导塑性效应, 孪晶晶粒发生扭折并形成了台阶状结构, 晶粒的浮凸导致了试样表面的“褶皱”现象。

摘要：采用扫描电镜对TWIP钢的拉伸过程进行了原位观察, 研究结果表明:在TWIP钢的拉伸过程中, 具有孪晶界的晶粒内部首先发生变形, 并产生一定程度的加工硬化;随后其余部分晶粒发生转变, 形成对变形有利的取向, 从而变形得到扩展, 最终得到非常大的无颈缩延伸。拉伸过程中, 微裂纹首先在夹杂物和晶界处萌生, 并在应力集中的作用下发生扩展连接, 最终完成断裂过程。TWIP钢在变形过程中产生了大量的应变条痕, 其大部分为滑移线, 小部分为形变孪晶。由于孪晶诱导塑性效应, 孪晶晶粒发生扭折并形成了台阶状结构, 从而导致了试样表面的“褶皱”现象。

关键词：TWIP钢,拉伸,原位观察,微观组织,孪晶

参考文献

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[3]唐荻, 米振莉, 陈雨来, 等.国外新型汽车用钢的技术要求及研究开发现状[J].钢铁, 2005, 40 (6) :1-5.

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[5]FROMMEYER G, GR SSEL O.High strength TRIP/TWIPsuperplastic steels:development, propreties, application[J].LaRevue de Metallurgie-CIT, 1998, (8) :1229-1310.

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[8]VERCAMMEN S, BLANPAIN B, DECOOMAN B C.Cold roll-ing behaviour of an austenitic Fe-30Mn-3Al-3Si TWIP-steel:theimportance of deformation twinning[J].Acta Materialia, 2004, 52 (7) :2005-2012.

[9]张旺峰, 陈瑜眉, 朱金华.低层错能奥氏体钢的变形硬化特点[J].材料工程, 2000, (2) :25-27.

[10]程晓农, 戴起勋.奥氏体钢设计与控制[M].北京:国防工业出版社, 2005.120-123.

拉伸过程 篇2

通过钢筋拉伸实验我们了解到了钢筋的一些用途、自身力学特性以及在今后工作中应注意的问题。

首先这个实验的目的是在常温下测定钢筋的屈服点、抗拉长度和伸长率。测定钢筋的应力—应变曲线确定钢筋的强度等级。

在做实验之前我们又重新熟悉了游标卡尺的使用，因为需要多次测量钢筋的直径求平均值。对于游标卡尺的使用这些都是我们必须掌握的东西。实验过程中老师为我们做了详细的讲解和分析。又让我们从新熟悉了什么是屈服上线和屈服下线。

钢筋分为不同的等级，它的屈服强度、极限强度、延伸率，不同级别的钢筋使用位置也有很大的一同。一级钢屈服强度235MPa ,极限强度310MPa，二级钢屈服强度335MPa ,极限强度510MPa，一级钢通常就是指的建筑上用的圆钢，他们表面没有螺纹，一般规格较小。

而二级钢是指热轧带肋钢筋，表面有螺纹的螺纹钢，大小规格都有。屈服强度越大说明钢筋刚度越大也就是越脆加工时就要考虑弯曲半径的问题而我们这次用到的就是圆钢

拉伸过程 篇3

关键词：配方法,教材编排,教学处理

配方法是中学数学的一种重要方法, 在新人教版九年级数学上册中最先出现;它是一种恒等变形, 背后隐含了丰富的数学思想, 学生学习它有障碍、影响大, 值得教师分析与思考.

一、配方法的编排与分析

新人教版九年级数学主要呈现的数学方法是配方法. 它出现的背景是合理的, 分为两个阶段:

1. 背 景 、描述性概念与应用

上册, 学完利用平方根降次解一元二次方程后, 配方法在教材的P30-34通过一系列的安排, 最终以带描述性的概念形式出现———先思考“设法把x2+ 6x - 16 = 0化为具有 (x + n) 2 =p或 (mx + n) 2 = p (p≥0) 的形式”;接着通过直观、程序化的思维“框图” (移常数项→配方→改写→降次→求解) 引领学生利用配方 (使左边配成x2+ 2bx + b2形式) 降次求根;然后思考:“为什么要在方程x2+ 6x - 16 = 0两边加9? 加其他数行吗? ”最后归纳:“像上面那样, 通过配成完全平方形式来解一元二次方程的方法, 叫作配方法. ”之后是举例与练习.

2. 在二次函数中的再应用

下册P11-12, 配方法的再应用以跨越式出现———先思考“我们知道, 像y = a (x - h) 2+ k这样的函数 , 容易确定相应抛物线的顶点为 (h, k) , 二次函数1也能化成这样的形式吗? ”接着省略配方过程, “配方可得:”;然后归纳:“一般地, 我们可以用配方法求抛物线y =ax2+ bx + c (a≠0) 的顶点与对称轴. ”最后是相关练习.

可见, 教材以降次解方程为主线, 以程序化、规范化的解答模式为母体重点介绍配方法解方程, 对学习解方程无疑具有最明了的示范作用;对于用配方法求抛物线的顶点以及推导顶点坐标公式, 教材刻意省略. 这种编排具有很强的主体性、拓展性.

就解方程而言, 学生有教材中的框图模仿, 解类似x2+bx + c = 0或ax2 + bx + c = 0 (a≠0) 的方程不难学 ;就推导二次函数的顶点公式而言就难了. 因为配方法不只是用来解方程, 它用在求抛物线的顶点与最值时的思路、步骤、程序与解方程有明显的差别, 学生找不到相应的配方过程或框图作参考, 一头雾水. 说明解方程时设定的思维框图和程序化的步骤容易掩盖配方的本质、淡化配方的重点, 学生的配方方法与思路受束于起初的、程序化的、解方程的步骤. 这种编排也有一定的断裂性、局限性.

二、学生学习配方法的状况

1. 学生解形如ax2+ bx + c = 0 (a≠0) 的一元二次方程 , 容易习惯性地移项后就直接配方 (没有先将二次项系数化为1) 或二次项系数化为1时漏除常数项.

2. 学生解形如 (ax) 2 + 2ax + c = 0 (a≠0) 的方程 , 往往仍然按移项、二次项系数化为1、配方等程序进行 (学生对那种解答程序的记忆太深) .

3. 学生解决形如 (mx + n) 2 = p (p < 0) 的方程, 错解为很难进行求根公式的推导 , 容易错把等成2a.

4. 配方法求最值或推导抛 物线的顶点坐标公式 , 思维和表达方式混乱.

5. 其他的配方恒等变形 , 配方的综合能力弱.

三、配方法的教学处理

其实, 配方的核心是从不是完全平方的代数式或等式的一边中, 选定要配的对象 (要有两个) , 通过恒等变形, 把其中的某些项配成一个或几个完全平方式;配方的原则是维持数式的恒等 (代数式不存在移项或两边加配问题) . 为此, 教师除了要引导学生利用完全平方与二次根式的非负性等功能规避配方法解方程过程中的错误外, 更需要根据教材编排, 创新教学设计, 组织学生拉伸配方学习的过程, 放大配方的切入点, 放慢配方思维的步调, 使之领悟配方的思路, 突破配方的重点, 理清配方的本质, 发展学生的思维.

处理方式一:通过置换系数、改变形态, 从特殊到一般去理解配方. 例如设计带梯度的组题:1x2+ 8x - 1 = 0;2 x2- bx =4;3 2x2- 2 = 3x;4 3x2+ bx = c;5 ax2- bx + 4 = 0……实现从单一的数字系数逐步过渡到字母系数的置换, 使学生深刻领悟配方的过程与核心, 走出程序化的困扰———解决配方应用在解方程的难点问题.

处理方式二:以方程的一边的恒等变形为抓手, 改换解题的思路与程序, 换种形式来配方. 例如从方程的左边看可以变形为c……引导学生统一方程中的变形程序与二次多项式的变形程序, 超脱解方程的配方框图———解决配方的过程与形式问题.

处理方式三:以配方的对象作为切入点, 多层次、多角度地拓展配方学习. 如对于任意的a, b, 当a2+ b2用 (a + b) 22ab配方, 当ax2 + bx用姨配方———解决配方的本质与思路问题.

处理方式四:列举配方法在初中数学的其他应用. 如:1判断关于x的一元二次方程 (k - 1) x2- 2kx + 3 = 0的根的情况;2求证:无论x, y取任何实数, 多项式x2+ y2- 2x - 4y +16总是正数;3已知实数x, y满足x2 + 3x + y - 3 = 0, 求x + y的最大值等———解决配方用途与蕴含的数学思想问题.

拉伸过程 篇4

关键词：聚丙烯,双向拉伸聚丙烯(BOPP),等规度,连续自成核退火法(SSA),差示扫描量热仪,结晶行为,成膜性能

聚丙烯(PP)树脂是结晶性高聚物,它由众多等规度不同的 PP 分子组成。PP 树脂等规度高,高等规度 PP 分子含量高,致使结晶温度高,结晶速度快,会形成厚晶片,球晶尺寸也相对较大,这样在熔融过程中,片晶厚度厚,熔融温度高,熔融速度慢,不利于稳定成膜。因此,通过降低树脂等规度可在一定程度上提高其成膜稳定性,但薄膜的刚性必然降低。因此,为了平衡树脂加工性能和薄膜使用性能之间的矛盾,需控制产品的等规度及等规序列分布[1]。

目前常用等规度及等规序列分布的测试方法有 X 射线衍射、红外光谱、核磁共振(NMR)、升温淋洗分级(TREF)等。但这些技术均存在不同缺陷。连续自成核退火法(SSA)是一种简便、高效的分子结构快速表征方法,它采用差示扫描量热(DSC)仪,通过科学地设计热处理程序,将分子链结构的不均一性反映在 DSC 的熔融曲线上。树脂立构等规度越高,结晶形成的晶片就越厚,在相对较高温度下才会熔融。反之,分子链立构等规度低,形成的晶片薄,在较低温度下就会熔融。

中国石油兰州石化公司(以下简称兰州石化) 30 万t/a PP 装置所产双向拉伸聚丙烯(BOPP)产品,在生产初期存在用户使用过程中易破膜的问题。鉴于此,兰州石化与四川大学合作,利用 SSA 热分级法进行了 BOPP 产品等规度及等规序列分布表征,研究了 BOPP 树脂分子结构、结晶行为及成膜稳定性之间的关系,用于指导工业生产。

1 试验部分

1.1 原料

BOPP 树脂:牌号 MM-F 300,中国石化茂名石化公司生产;牌号 HN-CS,湖南常盛化工有限公司生产;牌号 WH-T 36 F,中国石化武汉分公司生产;牌号 T 38 F,批号 LH-090725,090916,090917,090918,090920,091004,兰州石化生产。

1.2 分析表征

利用美国尼高利公司生产的 MAGNA-IR 760 型 DSC 仪对样品进行 SSA 分析表征,分析方法见参考文献[2]。

2 结果与讨论

2.1 不同牌号 BOPP 树脂的 SSA 表征结果对比

2.1.1 等规度

不同 BOPP 样品的 SSA 熔融曲线见图 1,峰高比值(IPeak1/IPeak2,表征厚晶片与薄晶片的相对含量之比,依据分峰拟合的方法计算)见表 1。

由图 1 可见,4 种 BOPP 树脂的熔融峰峰形差异较大:对于 HN-CS,MM-F 300,WH-T 36 F 而言,其峰 1 和峰 2 的分离程度较高,而 LH-090725 的双峰分离程度小,其峰 2 仅显示为 1 个肩峰。由表 1 可见,HN-CS,MM-F 300,WH-T 36 F 的 IPeak1/IPeak2 值均小于 1,而 LH-090725 的则高达 1.49。这表明 LH-090725 的高等规度组分相对含量较高,中低等规度组分的相对含量较低。在结晶时,含量较高的高等规度组分在较高的温度下就开始结晶,而且结晶速率快,结晶能力强,促使树脂的结晶速率和结晶能力变大,形成的厚晶片含量较多,球晶尺寸较大。HN-CS,MM-F 300,WH-T 36 F 高等规度组分的相对含量较小,中低等规度组分的相对含量较大。在结晶时,由于高等规度组分含量较少,这些树脂的结晶能力较差,结晶温度较低,结晶速度慢,形成的较厚晶片含量较少,球晶尺寸小。而树脂的结晶温度过高,结晶速率过快,形成的晶片厚,球晶尺寸较大,对树脂的成膜稳定性十分不利[3]。因此,要提高 BOPP 树脂的成膜稳定性,必须合理控制其等规度分布,使高等规度组分含量较低,低等规度组分含量较高,即 IPeak1/IPeak2 值应适当,以小于 1 为宜。

2.1.2 晶片厚度

不同 BOPP 样品的晶片厚度分布曲线见图 2,晶片厚度分布参数(依据Thomson-Gibbs 方程计算)见表 2。

注:Lw—重均晶片厚度,nm;Ln—数均晶片厚度,nm;I—晶片厚度分布系数,其值为 Lw/Ln。

由图 2 和表 2 可见,HN-CS,MM-F 300,WH-T 36 F 的 Lw,Ln 值均比LH-090725 的小,I 值则较大。

总之,具有良好加工性能的 BOPP 树脂,其高等规度组分含量应适当低,中、低等规度组分含量应较高。同时,Lw,Ln 值应较小,I 值较大,晶片规整程度的分布宽,这样成膜稳定性良好。HN-CS,MM-F 300,WH-T 36 F 等 3 种成膜稳定性较好的 BOPP 树脂,其 IPeak1/IPeak2 值为 0.6～1.0。

2.2 兰州石化产 BOPP 树脂的 SSA 表征结果对比

2.2.1 等规度

LH-090725 树脂高等规度组分的相对含量过高,中、低等规度组分的相对含量低,IPeak1/IPeak2 值偏大。为改善产品的等规度分布情况,优化了聚合工艺参数催化剂(三乙基铝)与外给电子体的用量质量比(T/D)。所产样品的 SSA 熔融曲线见图 3,IPeak1/IPeak2 值见表 3。

由图 3 可见,随着 T/D 的增大,BOPP 树脂的熔融峰 1 和峰 2的分离程度逐渐增大,熔融峰相对高度也发生了规律性变化:峰 1 逐渐降低,峰 2 逐渐上升。由表 3 可见,随着聚合工艺参数 T/D 的增大,IPeak1/IPeak2 值逐渐减小,小于 1.0,即高等规度组分的含量逐渐降低,中、低等规度组分的含量逐渐上升,成膜稳定性得到改善提高。

2.2.2 晶片厚度

兰州石化产 BOPP 样品的晶片厚度分布曲线见图 4,晶片厚度分布参数见表 4。

由图 4 和表 4 可见,随着 T/D 的增大,BOPP 树脂的厚晶片含量逐渐降低,薄晶片含量相对上升,数均和重均晶片厚度降低,I 值增大,晶片厚度分布变宽,成膜稳定性得到提高。

3 结论

a.采用 SSA 热分级法对几种不同 BOPP 树脂进行等规度及等规序列分布表征,研究了其结晶行为与成膜稳定性之间的关系。结果表明,要提高 BOPP 树脂的成膜稳定性,必须合理控制其等规度分布,即使高等规度组分含量较低,低等规度组分含量较高,IPeak1/IPeak2 值以小于 1 为宜。

b.通过调整聚合工艺参数,即增大 T/D 值,BOPP 树脂的高等规度组分含量逐渐降低,中、低等规度组分含量相对上升,IPeak1/IPeak2 值为 0.6～1.0,晶片厚度变薄,分布变宽,成膜性能得以改善。

参考文献

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拉伸过程 篇5

随着冲压拉伸件的广泛应用, 冲压拉伸件的形状越来越复杂, 精度要求越来越高, 对冲压拉伸模具的复杂性、精确性的要求随之提高。如果采用传统的模具结构, 不但尺寸不易保证, 而且废品率高不易成型, 影响生产效益。采用拉伸筋的拉伸模, 可以在同样拉伸设备和相同压边力下, 生产出合格拉伸件, 降低废品率, 提高企业经济效益。设计出理想并符合实际操作的拉伸模需要模具设计人员具有一定的工作经验和对拉伸机参数的了解。

2 拉伸筋的作用

确定冲压方向、工艺补充部分和压料面形状是决定能否拉伸出满意拉伸件的先决条件, 但是拉伸筋能够控制压料面上整个拉伸毛坯的流动, 根据拉伸件的需要增加或减小压料面上各部位的进料阻力。因此, 拉伸筋的位置、根数和形状处理不当, 也不可能拉伸出满意的拉伸件。在拉伸模调整的最后阶段改变拉伸毛坯局部形状外, 主要是调整拉伸筋的松紧来增加或减小压料面上各部位的进料阻力, 以获得合格的拉伸件。

2.1 增加进料阻力。

压料面之间的拉伸毛坯受径向拉应力和切向压应力外, 还受反复弯曲应力, 拉伸毛坯反复弯曲几次拉入凹模里, 因此增加了进料阻力。

2.2 使进料阻力均匀。

由于径向部分进料阻力小, 圆角部分有切向压应力, 拉伸毛坯的材料变厚, 进料阻力增大, 因此径向部分设计拉伸筋就使径向部分和圆角部分进料阻力均匀。

2.3 降低对压料面接触的要求。

用拉伸筋以后压料面之间的间隙可以适当加大, 稍大于料厚, 这样压料面接触对拉伸的影响就不大了, 如果不用拉伸筋, 则对压料面接触的要求就高, 而且压料面还容易磨损和拉毛, 在拉伸件上会产生划痕, 严重产生破裂。

2.4 拉伸稳定。

有些拉伸件不用拉伸筋, 靠调节压力机外滑块四角的高低, 外滑块成微量倾斜装, 使压料面上各部分的压料力不同, 也能够拉伸出合格件, 但是对于规则简单的圆柱型拉伸件较适用, 对含有球面拉伸件很不稳定。

2.5 增加拉伸件刚性。

3 通过具体实例说明拉伸筋的作用

如图1, 该零件带有球面圆弧, 为防止球面起皱和单纯增加压边力而损坏压力机, 然而设计模具时采用拉伸筋, 不但防止球面起波浪, 保证零件质量要求, 同时提高压边力的同时保证压力机不超载, 但拉伸筋的位置必须保证零件的工艺尺寸要求, 特别是切边尺寸要求。

3.1 加大径向拉应力。

该工序零件毛坯设计模具时, 带有拉伸筋, 防止大球面圆弧形成波纹, 故整圈带有拉伸筋, 如果模具不设计拉伸筋, 压边力调整很困难, 也能拉伸出切边之前毛坯件, 但是很不稳定, 在球面和直壁上经常形成波纹, 带有拉伸筋后, 消除波纹并且拉伸稳定。

3.2 平衡凹模周边进料阻力和凹模周边进料量。

在凹模平面放拉伸筋之前, 一味加大压边力, 不但压力机负载加大甚至超负荷, 而且球面易破裂, 废品率太高。为避免上述问题, 在模具压边圈和凹模设计拉伸筋, 避免球面产生波纹和压力机超负荷, 并且避免因压边力加大导致球面破裂问题。模具结构如图2。

1底板2定位销3凹模圈4托件板5下模6凸模7杆8内六角螺秤9内六角螺秤10凹模11昌圈12盖板13内六角螺秤

4 拉伸筋位置和结构

从图1可以看出拉伸筋位置必须不能影响后道切边工序尺寸, 同时保证拉伸工序的可操作性。否则需要重新设计和验证。从图2知道, 从压力机的调整来说, 要求拉伸筋最好装在压边圈上, 因为调整压力机时, 拉伸筋是不打磨的, 拉伸槽在拉伸凹模上便于打磨和研修。

5 结束语

本零件拉伸工序已正式投入使用, 批量生产的零件满足图纸要求, 且尺寸满足图纸要求, 尺寸稳定, 废品率低, 满足了新产品开发时间紧, 任务重的要求, 在短时间内就批量生产出合格产品, 充分体现在拉伸模具中拉伸筋的作用, 特别带有球面的零件。带有拉伸筋的拉伸模具有很多优点, 但其装配精度要求较高。设计带有拉伸筋的拉伸模具, 要综合考虑各方面的因素。要求设计人员有一定的专业知识和一定的实际生产经验。

摘要：本文介绍了含有球面拉伸件拉伸模的结构及其工艺特征。在模具设计及其制造过程中, 针对企业的具体设备、技术等有限条件, 制造带有拉伸筋的球面拉伸模具, 在实际生产中, 废品率低, 拉伸件达到技术要求, 并获得了较大的经济效益。

汽车钣金的拉伸修复分析 篇6

关键词：汽车钣金,拉伸修复,维修

汽车是驾驶人员进行工作的场地同时也需要容纳大量的乘客与物品。汽车车身应当为驾驶人员提供便捷的因素, 使乘客能够享受舒适的乘车环境, 保障他们不会遭受汽车在行驶过程中产生的噪音、废气的污染以及恶劣的外界气候产生的影响, 并且能够确保货物运载和装卸的完好与便捷。在使用车辆过程中车身钣金会产生各种损伤, 比较常见的包含:断裂、磨损、腐蚀以及金属面板出现的撕裂与凹凸等。汽车在使用过程中产生的损伤包括:磨损、裂痕等;机械方面存在的损伤包括:歪曲、裙皱等;有时因为设计产生的原因, 例如缺乏一定的强度结构, 不合理的设计工艺, 也会致使钣金产生损伤。修复过程中应当严格实施分析观察, 按照发生的不同损伤状况, 应用不一样的修理顺序与方法, 才可以获得更加理想的效果。

1 汽车钣金定义

比较分析各种钣金的概念, 汽车钣金是对钣金设计整体概念的不断完善, 也表现了与时俱进的钣金发展技术。汽车钣金具体是指修理汽车的一个手段方法, 在这个层面上, 汽车钣金也属于修理汽车钣金, 也可以认为当汽车产生碰撞之后对其车身实施的修复, 也就是除了对汽车的车身实施的防腐性与装饰性的喷涂之外的全部工作。例如分析汽车车身的损伤情况, 对其实施的测量, 矫正拉伸, 以及对汽车附件的调整与装配。汽车车身传统的修理, 例如从前的解放、东风卡车的维修, 仅仅是简单的冷工时期, 使用的维修工具基本上是锤子等设备。也就是利用各种形状的锤子, 在后面的钣金实施反复性的捶打使其能够成形。汽车车身出现凹陷时, 利用修复车身机将垫片焊接上, 之后利用钩子向外拉, 对凹陷的位置实施修复。对于拉长的钣金件位置, 还要实施金属方面的收缩。

因为汽车行业在纵身方向的迅速发展, 汽车车身使用的新型材料, 汽车车身发生变化的具体结构, 目前汽车发生的碰撞与修复已经逐渐发展为二次车身装配制造, 也就是汽车车身经过修复之后不仅仅对其原貌进行恢复, 还要使其各项使用功能恢复到出厂当时的情况。在这个修复的整体过程中采用的修理办法、修理工具设备以及修理技术等全部不同于传统的修理方式, 尤其是针对车身整体式进行的修理, 必须采用现代化的较高测量技术系统、定位工具、校正提携以及正确的校正拉伸方法、科学的焊接艺术等才能将车身真正的修复好。

2 利用拉伸修复对汽车车身分析

2.1 对断裂实施的拉伸修复

对汽车车身实施拉伸修复的操作过程中, 发觉对前纵梁进行拉伸时折叠变形区域非常容易产生断裂。这些问题存在的原因通常是与汽车使用的钢板质量种类有关系。在组成汽车车身的零部件中, 载重类型车辆与其它零部件使用的是钢板热轧, 然而钢板冷轧大部分在客车车辆具有的单壳形式中应用, 因为纵梁件外板具备抗腐蚀需要, 所以逐渐开始使用镀锌冷轧板厂。对于一辆变形十分严重的事故车辆来讲, 零部件发生变形之后拥有比从前更加好的硬度, 由于受到碰撞力来自外部的作用, 钢板中的金属类型晶粒产生一系列变化的同时出现了应力, 也引起了加工方面的硬化。因此修复汽车车身过程中产生的易裂拉伸修复, 应当采用加温退火对这些存在的应力实施处理。

2.2 拉伸产生的应力使用加温退火清除

为了能够尽量防止拉伸容易出现的撕开现象, 对于前纵梁变形比较严重的情况实施必要的加温处理。加温处理过程中, 应当注意仅能在连接两层板或是棱角位置实施加热, 加热过程中控制温度十分关键, 因为伴随着逐渐加热的钢板, 其具有的塑性也就逐渐加强, 当钢板具有的温度达到某一临界点时, 就会产生材料的硬化与脆性的改变。在比较紧密的折叠拉伸位置实施加热时, 温度最好不要高于600℃。在加温的过程中还可以利用铁锤对钢板实施锤击。对其金属性质的晶粒有效刺激, 造成晶粒发生变形时在金属内实施复原。通常情况下利用碳化焰加温处理金融内部存在的应力。

3 汽车钣金的拉伸修复过程

1) 将发生事故的车辆放在校正大量车身平台上, 选择使用校正大量仪器的特殊配套设计的工具将车身进行夹紧, 并且利用夹持拉拨设备将纵梁变形的前部位置实施夹紧;

2) 夹紧之后, 对汽车车身产生的损伤进行必要的分析, 在校正拉伸工作开始之前, 将汽车上与上一次维修碰撞的有关零部件拆除。因为车身承载过程中出现的损伤比较容易向远处扩散, 常常会朝着一些无法想到的位置扩散。当车身遭受的损伤情况确定之后, 并且对于损伤情况与碰撞力量的方向大小完全弄清楚后, 就可以充分保证不会发生盲目操作的现象。在对拉伸实施校正时, 修理计划程序应当遵守一定的原则, 确保利用最少的加工金属量对损坏位置实施修复, 同时不会引发汽车车身进一步的损伤。按照碰撞产生损坏维修的具体顺序以及引起损伤的反程序实施拉拨设计顺序, 对汽车车身实施拉伸有关操作时, 要采用多点式的拉伸。拉伸假如不正确, 极有可能造成车身损坏零部件;

3) 设备组织拉伸的过程。拉伸过程中, 每一次产生较小的拉伸, 之后对链条测量、卸力松开。操作工程中, 应严格注意完成的顺序是从里至外, 首先要求长度, 顺着汽车设定的中心线, 对汽车的纵向实施必要的拉伸。之后校正宽度, 对汽车车身的横向实施严格的校正。最后保证高度的校正。因为汽车车身具有的钢板强度产生的热敏感, 一般不需要进一步就要对拉伸实施校正维修。通常需要拉伸、保证平衡、最后保持平衡, 反复循环, 直到拉伸车身整形为止。

4 结论

经过对汽车车身拉伸修复实施过程的详细分析, 得知了车身发生严重折叠维修时出现断裂的原因以及钢板冷轧具备的特点, 通过对车身这次维修的整体过程充分了解钢板车身的特点, 并且采取有效的对应措施, 防止在拉伸修复过程中可能产生的断裂。钢板冷轧车身的修理过程中, 应适当控制在拉伸修复中加热金属的适宜温度, 这时钢板折叠开裂的几率也不会比较大, 保证了拉伸修复顺利实施。

参考文献

[1]刘森.汽车钣金工修复技术[M].北京:金盾出版社, 2009.

钢丝绳拉伸试验工装 篇7

中车集团株洲电力机车有限公司制作的转向架整体起吊钢丝绳, 该钢丝绳要求:1) 校核钢丝绳、索环和压紧端子设计最小冲击载荷为120 k N;2) 提供钢丝绳在拉伸过程拉伸力与拉伸长度的测量数据。为了验证制作的钢丝绳能够满足设计要求和提供相关的数据, 需要设计一套工装能使钢丝绳装夹在拉伸力试验机上进行相关试验。

1 工装结构原理及使用方法

钢丝绳拉伸试验工装的结构如图1所示。

1.拉伸力试验机下部夹具2.绳套左压块3.固定螺钉4.绳套右压块5.下延伸板6.起吊钢丝绳7.手柄8.折弯板9.销轴10.拉伸力试验机上部夹具

钢丝绳拉伸试验工装主要有上下两部分组成:上部分由手柄7、折弯板8、销轴9焊接而成。由于钢丝绳上端无法直接用拉伸力试验机的上部夹具10夹持, 上端销轴9穿过钢丝绳索环, 拉伸力试验机的上部夹具10夹在销轴9的两端, 上部再延伸一个折弯板8, 方便测量尺寸, 将测量的基准从索环的中心借出110 mm。在折弯板8上焊接手柄7, 手柄7的作用是装夹的时候方便手握;下部分由绳套左压块2、固定螺钉3、绳套右压块4、下延伸板5组成。

因为起吊钢丝绳的下部也不能直接用拉伸力试验机的上部夹具10夹持, 所以制作绳套左压块2、固定螺钉3两个半圆压块夹住钢丝绳, 然后用固定螺钉3联接在一起, 同时通过起吊钢丝绳的下部垫片限位。并焊接下延伸板5, 将测量的基准由下部垫片端面借出115 mm。

钢丝绳的拉伸力通过试验机测出, 起吊钢丝绳的拉伸总长通过测量折弯板8的下端面和下延伸板5的上表面测的数值加110 mm和115 mm两个得出。

本工装的细节优化, 绳套左压块2、固定螺钉3、销轴9采用45钢, 在夹持面进行滚花, 增加夹持摩擦力, 防止在试验过程中工装的滑动, 材料加工之前进行调质, 加工完成之后进行了表面淬火40~45HRC, 增加了工装的表面硬度, 但是略低于下部夹具1、销轴9的硬度, 增加了工装的使用寿命又不至于损坏下部夹具1、销轴9。

2 结语

本钢丝绳拉伸试验工装经过使用, 能很好地满足起吊钢丝绳的拉伸试验要求。对于不同规格的钢丝绳, 钢丝绳拉伸试验工装只要做少量改动就可以满足试验要求。本工装结构简单, 使用极其方便, 具有一定的推广价值。

注释

常用建筑钢材拉伸试验方法 篇8

掌握钢筋拉伸试验的方法、步骤和结果的计算与评定, 及试验过程中的注意事项。在试验过程中, 将钢筋拉至断裂以便观察和测定钢筋的力学性能, 为施工现场进场钢材提供正确的试验数据。

2 试验条件

2.1 试验应在10~35℃温度下进行, 对温度要求严格的试验温度应在 (23±5) ℃。

2.2 试验机准备。

各种类型试验机均可使用, 试验机误差应符合相关的技术规程, 基本满足如下规定:试验机应具备调速指示装置, 试验时能在标准规定的速度范围内灵活调节;试验机应具备记录或显示装置, 能满足标准测定力学性能的要求;试验机应由计量部门定期进行检定, 试验时所使用力的范围应在检定范围内。

试验机中常用的是液压万能试验机。液压万能试验机的常见故障及处理维护见表1。

2.3 标距打点机。

能准确在试件上打出标准的标距, 又不会对试件造成破坏。

2.4 计算机数据采集系统。

很多的液压万能试验机, 结合试验检测系统软件, 安装了数据自动采集系统, 有的实验室也采用电子万能试验机, 采用电子记录的方式, 对试验数据和图形进行自动记录采集。

2.5 千分尺、游标尺 (用来测量钢筋直径) 和钢板尺。

3 试件取样

钢筋应该按批进行检查和验收:每批质量不大于60t;每批应该由同一牌号、同一炉罐号、同一规格的钢筋组成。在填写进场检测委托单的时候, 应该记录钢筋的出厂厂家、出厂合格证号、钢筋的进场数量等项目。每批钢筋的检验项目和取样方法应符合表2的规定。

4 试验步骤

4.1 试样准备。

拉伸、弯曲试验试样不允许进行车削加工, 按表2规定, 用2个或一系列等分小冲点打点机或细划标出原始标距, 标记不应影响试样断裂, 对于脆性试样和小尺寸试样, 建议用快干墨水或涂料标出原始标距。如平行长度比原始标距长许多 (例如不经机加工试样) , 可以标出相互重叠的几组原始标记。

4.2 试样原始横截面的测定。

带肋钢筋的测量用游标卡尺精确到0.1mm。圆形试样截面直径应在标距的两端及两个相互垂直的方向上各测一次, 取其算术平均值, 选用三处测得横截面积中最小值, 横截面积按如下公式计算:

S0=1/4πd2

试样原始横截面积测定的方法准确度应符合《金属材料室温拉伸试验方法》 (GB/T228-2002) 附录A-B (标准的附录) 规定的要求。测量时, 建议按照表三选用量具或测量装置, 根据测量的试样原始尺寸计算原始横截面积, 并至少保留4位有效数字。

4.3 试样原始标距的标记和测量。

比例试样原始标距的计算值, 对于短比例试样, 应修约到最近5mm的倍数, 中间数值向较大一方修约。原始标距的标记应准确到±1%, 测量尺寸的量具应由计量部门定期检定。试样原始横截面积的计算值修约有效数字, 修约的方法应依据《数值修约规则》 (GB/T 8170-1987) 。

4.4 试验操作。

(1) 将试件上端固定在试验机上夹具内, 调整试验机到零点, 装描绘器、纸、笔等 (或者打开计算机自动采集系统, 准备自动采集试验数据和数据图像) 。

(2) 开动试验机进行拉伸, 拉伸速度为:屈服前应力增加速度为10MPa/s;屈服后试验机活动夹头在荷载下移动速度不大于0.5Lo/min, 直至试件拉断 (也可以参考标准中规定的试验速率) , 见表4。

(3) 测定屈服强度。呈现明显屈服现象的金属材料, 相关产品标准应规定测定上屈服强度、下屈服强度或两者。如未具体规定, 应测定上屈服强度和下屈服强度, 或只测定下屈服强度。按照定义采用下列方法测定上屈服强度和下屈服强度。

若测定屈服强度, 在试样平行长度的屈服期间应变速率应在0.00025~0.0025m/s之间, 并应尽可能保持恒定。如不能直接控制这一速率, 则应通过调节在屈服开始前的应力将其固定, 直至屈服阶段过后。

屈服强度的记录方法。图解方法:试验时记录力一延伸曲线或力一位移曲线。从曲线图读取力首次下降前的最大力, 和不计初始瞬时效应屈服阶段中的最小力, 或屈服平台的恒定力, 将其分别除以试样原始横截面积 (S0) , 得到上屈服强度和下屈服强度。指针方法:试验时, 读取测力度盘指针首次回转前指示的最大力, 和不计初始瞬时效应时屈服阶段中指示的最小力, 或首次停止转动指示的恒定力, 将其分别除以试样原始横截面积 (S0) , 得到上屈服强度和下屈服强度。

可以使用自动装置 (例如微处理机等) 或自动测试系统测定上屈服强度和下屈服强度, 并且可以不绘制拉伸曲线图。

国家鼓励在楼板中常用的冷轧带肋钢筋, 即CRB550没有明显的屈服阶段, 在测量试验的过程中规定不用记录它的屈服强度, 只记录它的极限强度和延伸率。

(4) 抗拉强度月m (极限强度) 的测定。采用图解方法或指针方法测定抗拉强度。

对于呈现明显屈服 (不连续屈服) 现象的金属材料, 从记录的力一延伸或力一位移曲线图, 或从测力度盘读取过了屈服阶段之后的最大力, 对于呈现无明显屈服 (连续屈服) 现象的金属材料, 从记录的力一延伸或力一位移曲线图, 或从测力度盘读取试验过程中的最大力。最大力除以试样原始横截面积 (S0) 得到抗拉强度。

可以使用自动装置 (例如微处理机等) 或自动测试系统测定规定总延伸强度, 可以不绘制力一延伸曲线图。抗拉强度按下式计算:

Rm=Fm/S0

式中Rm——钢筋的抗拉强度 (MPa) ;

Fm——钢筋承受的极限拉力 (N) ;

S0——钢筋的横截面积 (mm2) 。

(5) 断后伸长率的测定。试样拉断后, 将断裂部分在断裂处紧密对接在一起, 尽量使其轴线位于一直线上。如拉断处形成缝隙, 则此缝隙应计入试样拉断后的标距内。

5 结果评定

拉伸试验的试件应符合钢材拉伸性能指标如不符合应取双倍试样进行复试。

摘要：详细介绍了常用建筑钢材拉伸试验的流程及具体方法。