成形性能模拟试验与应用分析

模拟试验又称相似试验。选择一些小尺寸的典型零件，模拟某类成形方法的变形方式，以获得变形极限，作为评定该种板材对成形方法适应能力的指数。

1.弯曲成形试验

弯曲成形模拟试验用于评定板材最小相对弯曲半径指数。

该模拟试验采用无底压弯模形式，如图2-2所示。对规定尺寸试件进行正反面弯曲，弯曲角为90°、135°和180°（回弹后的弯曲角），以弯曲区未出现裂痕（用20倍放大镜目视）时所达到的最小相对弯曲半径即R_min/t为指数。

2.扩孔成形模拟试验

扩孔成形模拟试验用于评定板材扩孔比指数，即K.W.I指数。

采用规定尺寸的模具，对一定内外径的环形试件进行扩孔，以孔边缘或孔附近材料濒于出现细颈或裂纹时的扩孔比作为扩孔指数。其物理意义是一个预制孔扩孔前后直径差的百分比。扩孔试验形式如图2-3所示。

图2-2 弯曲成形模拟试验

图2-3 扩孔试验形式

KW.I=[（d₁-d₀）/d₀]×100%

式中 K.W.I——指定板材的扩孔比指数（%）；

d₀——扩孔前孔径（mm）；

d₁——扩孔后最终孔径（mm）。

3.拉胀成形模拟试验

（1）ERICHSEN试验及I_E值ERICHSEN（埃利克森）试验也称为杯突试验或压穴试验。其目的是确定特定板材的杯突能力指数I_E的值。

图2-4所示为杯突试验的装置。把规定的板料置于凹模和压边圈之间，用规定尺寸的球形凸模在试件上压坑，坑底濒于破裂的坑深毫米数定义为板料的I_E值。同时还测出破裂时凸模的作用力作为参考。

（2）OLSEN试验及I_E值OLSEN（阿尔森）试验与ERICHSEN（埃利克森）试验类似，其差别只是试验的几何尺寸和压边力等有所不同。

图2-4 杯突试验装置(www.xing528.com)

1—凹模 2—试片 3—压边圈 4—凸模

（3）瑞典纯拉胀模拟试验 瑞典纯拉胀模拟试验，其实质就是带阻力梗的杯突试验。

由于阻力梗的存在，能基本阻止凸缘材料流入凹模洞口，故较前两者能更好地说明材料拉胀成形性能的好坏。

4.斯威弗特试验及L.D.R值

拉深成形模拟试验即国际上最常用的斯威弗特试验方法，主要目的是测定指定板材的拉深系数L.D.R的值（m值）。

试验原理是用一系列直径尺寸具有一定间隔的试件，在规定的模具中拉深，寻求试件不致拉裂的最大坯料直径，进而求得材料的极限拉深比L.D.R值（m值），如图2-5所示。

L.D.R（m）=D_max/d₁

式中 L.D.R（m）——极限拉深比，拉深系数；

D_max——最大坯料直径（mm）；

d₁——凸模直径（mm）；

5.复合成形试验及C.C.V值

锥杯试验又称福井试验，是鉴别材料拉胀和拉深复合成形性能的一种方法。将规定直径的试件置于有60°锥角无压边的凹模内，用规定直径的球形凸模拉深，至底部出现破裂为止，测得C.C.V值，如图2-6所示。

图2-5 拉深成形试验

图2-6 复合成形试验

C.C.V=（D₀-D_PJ）/D₀

式中 C.C.V——复合成形指数；

D₀——原试件直径（mm）；

D_PJ——成形后的杯口平均直径（mm）；