AISI304不锈钢管和20钢管材料力学性能及胀形极限分析.pdfVIP

机械管理开发 总第137期 Totalof137 2014年第1期 N 0．1 2014 设计试验 AISI304不锈钢管~1：i20钢管材料 力学性能及胀形极限分析 房若梅 (太原锅炉集团有限公司，山西 太原 030021) 摘要：通过单向拉伸试验获得AISI304~锈钢和20钢的力学性能参数，根据材料力学性能参数，通过数 值模拟软件，对两种材料薄壁管材胀形成形进行数值模拟，取得材料胀形极限。 关键词：拉伸试验；力学，}生能；胀形极限 中图分类号：TU392．3 文献标识码：A 文章编号：1003—773X(2014)01—0030—03 引言 通过拉伸试验 ，获得材料的工程应力_应变 曲 胀形件在成形过程中，由于管坯变形区内的变形分 线，如图2所示为20钢材料的工程应力一应变曲线。 布、各部位的变形状态及其变形路径都在不断发生变 化，所以其变形是很复杂的。变形区内最常见的极限变 形形式是因变形过大而开裂破坏，影响正常的胀形成 形。金属材料加工中的破裂分为两大类：一类是强度破 裂，即由于材料的强度不够而产生的破裂；另一类是塑 O 1 2 3 4 5 6 c／％ 性破裂，即由于材料的塑性不足产生的破裂捌。强度破 图2 20钢工程应力一应变曲线 裂一般发生在传力区；而塑性破裂则一般发生在变形 2 拉伸试验结果及力学性能参数确定 区。管材胀形 【中的破裂—般均发生在胀形最大处，也即 工程应力与载荷的关系为 = 。 (1) 变形最大处，属于塑性破裂。 工程应变与伸长量的关系为 ：△ (2) 本文通过对AISI304不锈钢管和20钢管分别做单项 式中： 一 试样原始截面积大小，mm； 拉伸试验，确定其力学性能参数，然后再通过数值模 卜 试样原始长度即标距的长度，mm。 拟软件 ，对管材胀形极限进行分析。 屈服点 是指标距的伸长达到0．2％时所对应的应 1 单向拉伸试验 力值。 本次试验试样材料为AISI304不锈钢管和20钢管 抗拉强度 是指试样产生缩颈时所承受的拉伸应 材，试样尺寸与规格如图1所示。每种管材各取3个试 力，所以 可以根据最大载荷 来求得，即 样 ，共6个试样。 = (3) 真实应力应变存在这样的近似关系式： 口=Ke (4) 将这一公式转化为： 强一．}1．锰．1‘{． loga=logK+nloge (5) 图1拉伸试样尺寸图 在颈缩前真实应力、真实应变与工程应