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管材力学性能测试设备

  2010年03月08日

1、管材力学性能直接测试理论简介
 Introduction to theory of testing device of tube hydro-formability

      采用塑性力学理论,建立了最高点壁厚与径向位移之间关系的线性模型,并通过实验验证了线性模型的正确性。利用该模型,只需要测量管材胀形前后最高点的壁厚,然后通过一系列力学公式,可以直接计算出应力-应变曲线、力学性能和成形性能指标。

管材力学性能直接测试原理Testing theory of tube hydro-formability
 
2、管材力学性能直接测试设备组成与特点
Configuration and features in testing device of tube hydro-formability
     管材力学性能测试设备(THF.HIT-160/110-A)由哈尔滨工业大学液力成形工程中心基于薄壁管胀形壁厚变化线性模型理论,独立研制,具有完全的自主知识产权的先进设备。该设备由机身、液压系统、高压系统、计算机控制系统和分析计算系统五部分组成。主要技术参数如下:最高胀形压力:160MPa;最大水平缸推力:50t;半径增量测量范围:~50mm;可测量管材直径范围:20-110mm;可测量管材长度范围:120~300mm。

管材力学性能直接测试设备Testing device of tube hydro-formability

设备主界面 Interface of testing system
    【特点】(1)不剖切管材,可直接获得管材的力学性能及成形性能指标;(2)测试出复杂应力状态下各向异性材料的应力应变曲线和成形性能;(3)仅需测试管材初始壁厚和胀形后最高点的壁厚,根据线性法公式由软件计算出来结果,避免了中断试验多次测量壁厚和多试样法带来的误差;(4)把板材卷焊成圆筒坯,可获得板材在复杂应力状态的力学性能。
 
3、输出结果 Output results
      通过测试可获得管材以下力学性能指标:(1)极限胀破压力;(2)最大膨胀率;(3)真实应力-应变曲线;(4)工程应力-应变曲线;(5)屈服强度;(6)抗拉强度;(7)加工硬化指数n值;(8)成形极限图(FLD)

数据分析界面 Interface of data analysis
 
4、主要业绩 Main achievements
      已经为一汽轿车、鞍钢、江苏界达等企业提供了管材力学性能测试设备(THF.HIT-160/110-A),用于各种管材力学性能测试,为内高压成形工艺仿真提供准确的应力应变曲线和力学性能参数,以及用于制定内高压成形工艺参数。
 
【典型管材力学性能】
Tube& size (mm) Hardening
exponent
n
Yield strength
 σs (MPa)
Tensile strength
σb (MPa)
Expansivity
 δ (%)
STKM11A/ERW welded 
tube76.3×2.6
0.17 240 464 30.2
SAPH440/ERW welded
 tube63.5×2.0
0.14 350 431 23.4
ST280/ERW welded 
tube86×1.8
0.14 308 455 19.1
SAPH440/drawn 
tube63.5×1.5
0.19 337 594 17.1
6063-T4/extruded
 tube78×4.0
0.27 60 188 18.0
6063-T4/extruded
 tube87×4.0
0.30 67 163 17.8

【低碳钢管材应力应变曲线】Stress-strain curve of mild steel tube

【6061铝合金管材FLD】FLD of aluminum alloy 6061 tube

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