《金属板材不同变形方式下冲压成形极限减薄率测试及评价方法》编制说明.doc

《金属板材不同变形方式下冲压成形极限减薄率测试及评价方法》编

制说明

一、工作简况 1.1 任务来源

《金属板材不同变形方式下冲压成形极限减薄率测试及评价方法》团体标准是由中国汽车工程学会批准立项，任务号为2018-47。本标准由中国汽车轻量化技术创新战略联盟提出，由宝山钢铁股份有限公司、同济大学、泛亚汽车技术股份有限公司、河钢集团邯钢公司等共同起草。

1.2编制背景与目标

成形极限图和减薄率是评价材料成形性（开裂、起皱）的重要指标，零件不同变形区域呈现不同的应变状态，成形性与应变状态相关。成形极限图是数值仿真的重要评价依据，减薄率是汽车厂和零部件厂在评估材料成形性时通常会考虑的一个指标，而当前多数都考虑单一减薄率数值作为成形性评价指标，即同一材料（强度级别）只规定1个减薄率，极少考虑变形方式的影响。同时，零件的边部成形性与板材的边部质量相关，特别是一些先进超高强钢材料，尤其敏感。建立一种可以综合考虑不同变形方式及边部质量下材料极限厚度建薄率测试方法，是完善当前成形性评价方法的重要工作，对汽车厂和零部件厂开展零件设计和模具开发兼具指导意义

1.3主要工作过程

2018年5月 召开轻量化团体标准制定工作讨论会，确定待立标准

2018年6月-8月 完成相关内容前期调研，初步确定标准的相关参数和指标

2018年8月15日 参加标准立项评审，汇报标准的主要内容，专家给予肯定，并提出相关撰写意见

2018年9月-12月 进行标准初稿撰写

2018年12月21日 参加中国汽车学会组织的标准创新大会，汇报了本标准的背景、目标和主要内容，听取参会代表意见

2019年1月-3月 对不同材料开展标准方法试验，验证方法适用性

2019年4月-5月 完成标准初稿，开展标准的意见征询和试用工作

二、标准编制原则和主要内容

本标准制定的金属板材不同变形方式下冲压成形极限减薄率测试及评价方法，充分调研了国内主机厂和零部件厂对材料冲压可成形性评价方法的现状，并对国内外相关研究进展进行了检索，充分吸取、参考现行标准的良好应用经验，并结合标准起草组相关单位多年积累和对本标准约定方法的试验验证，本着科学性、通用性、指导性的原则进行标准的编制。

科学性原则，本标准提出的方法是在国内和国外学者进行科学研究的基础上，对其研发成果的应用延伸，对不同应变方式下的减薄率测试采用何种方法以及边部开裂的实现和应变测量，均通过了相关理论分析和大量试验验证。

实用性原则，本标准的需求来自于长期与主机厂和零部件厂冲压工程师，对其而言，减薄率是使用最为便利和现场最直观的评价指标。本标准建议的试验方法可以获得材料在不同变形方式包括边部的极限减薄率，试验方法在编制组内认可，且经过试验材料验证可行。

指导性原则，本标准可以指导包括主机厂、零部件厂和材料供应商在内的技术人员基于常规成形极限图测量模具，获得所需板料的成形失效判据，试验方法和数据处理都相对简单，可操作性强，所测结果可用于数值仿真和现场冲压对零件成形性进行评判。

本标准的主要内容大体由四个部分组成，分别为总则、试验原理及条件、试验步骤、结果处理，具体如下：

第一部分：总则，涉及标准1-4章，主要是标准的适用范围、引用标准文件，相关术语和符号定义；

第二部分：试验原理及条件，涉及标准5-9章，包括方法试验原理、所需的试验设备及工装夹具、试样的制备及试验条件约束等；

第三部分：试验步骤，标准第10章，描述了获得极限减薄率的试验过程及其中的注意事项；

第四部分：结果处理，涉及标准11-12章，主要是对试验结果的数据处理方法以及试验报告的要求做描述。

三、主要试验（或验证）情况分析

本标准适合于金属板材包括钢板、铝板等在不同变形方式下极限减薄率的实验评价，为

验证方法的可行性，标准起草组基于推荐的方法对DP 780、DP980、QP980、QP1180、DP1180等先进高强钢材料开展了不同变形方式下的极限减薄率测试，所用实验设备为MTS并配备德国GOM公司的DIC应变测量系统，厚度减薄率采用塑性体积不变原理进行换算，同时对一半矩形试样开展Nakajima胀形实验，边部极限减薄率的测量采用千分尺手工完成。实验结果表明，材料在不同变形方式下失效所允许的极限减薄率是不同的，单拉区域基本一致，双拉区随着应变比的增加，极限减薄率也增大，而边部开裂发生在没有明显颈缩的情况下，极限减薄率较小，因此很有必要根据本标准推荐的方法对各材料建立相应的失效判据，作为成形性评价的依据。

四、标准中涉及专利的情况

尚无。

五、预期达到的社会效益、对产业发展的作用的情况

通过此标准的制定和推广，对现行金属材料成形性评价方法的有力补充，基于该标准对车身常用材料的该数据进行完善（目前很不完善甚至没有），将会极大提高车厂和零部件厂零件设计和开发效率。

预计对行业有以下贡献：①完善各车企和钢厂统一方法的冲压成形极限减薄率数据库，指导零件开发；②评价高强钢材料对边部质量的敏感性，优化产品和工艺设计，推动高强钢冷冲压应用，提升整体轻量化效果

六、采用国际标准和国外先进标准情况，与国际、国外同类标准水平的对比情况，国内外关键指标对比分析或与测试的国外样品、样机的相关数据对比情况

尚无。

七、在标准体系中的位置，与现行相关法律、法规、规章及相关标准，特别是强制性标准的协调性

本标准符合国家有关法律、法规和相关强制性标准的要求，与现行的国家标准、行业标准相协调。

八、重大分歧意见的处理经过和依据

尚无。

九、标准性质的建议说明

本标准为中国汽车工程学会标准，属于团体标准，供团体内部会员、行业和国内外自愿使用。

十、贯彻标准的要求和措施建议

严格按照本标准提出的试验方法获得金属板材不同变形方式下的极限减薄率，对试验人员进行理论学习和操作培训，保证测试评价方法操作的规范性和准确性。

十一、废止现行相关标准的建议

无。

十二、其他应予说明的事项

无。

（注：具体内容可以结合项目本身撰写，如不涉及的可填写无）

标准起草工作组

2019年5月8日