CN110487653A - 一种高强钢钢板折弯的表面质量与应变关系测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供的一种高强钢钢板折弯的表面质量与应变关系测试方法，包括：制备用于进行弯曲测试的测试样品；对所述测试样品按照预设的折弯角进行折弯；判断所述测试样品的折弯外侧表面是否产生微裂纹，获得判断结果；根据该判断结果，调整所述折弯角继续进行折弯直至获得裂纹临界状态；所述裂纹临界状态为所述测试样品由产生微裂纹过渡到不产生微裂纹时，第一次未出现微裂纹的折弯状态；或，所述裂纹临界状态为由不产生微裂纹过渡到产生微裂纹时，最后一次未产生微裂纹的折弯状态；对所述裂纹临界状态的测试样品进行应变的测量，获得临界应变值。本发明的临界应变值可用于指导测试样品对应的高强度钢板的产品加工，提高了验证微裂纹的效率。

Description

一种高强钢钢板折弯的表面质量与应变关系测试方法

技术领域

本发明涉及板材折弯成形技术领域，具体而言，涉及一种高强钢钢板折弯的表面质量与应变关系测试方法。

背景技术

高强钢板强度相对较高，在折弯过程中，对钢板的表面质量会产生一定的影响，外表面有时会出现微裂纹，严重时裂纹扩展形成断裂。在实际成形过程中，微裂纹的产生不利于零件的成形，在折弯过程中，微裂纹的产生和发展会导致折弯的失败，微裂纹的存在也影响材料回弹测量的准确性。因此，就需要对高强度钢板的表面性能进行预测，防止在钢板折弯过程中表面性能劣化，而目前还缺乏一种能够相对准确预测的方法，

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种高强钢钢板折弯的表面质量与应变关系测试方法，可获取高强钢钢板折弯时导致表面质量改变的临界应变值，该临界应变值可用于指导测试样品对应的高强度钢板的产品加工，提高了验证微裂纹的效率。

本申请通过一实施例提供如下技术方案：

一种高强钢钢板折弯的表面质量与应变关系测试方法，包括：

制备用于进行弯曲测试的测试样品；对所述测试样品按照预设的折弯角进行折弯；判断所述测试样品的折弯外侧表面是否产生微裂纹，获得判断结果；根据所述判断结果，调整所述折弯角继续进行折弯直至获得裂纹临界状态；其中，所述裂纹临界状态为所述测试样品由产生微裂纹过渡到不产生微裂纹时，第一次未出现微裂纹的折弯状态；或，所述裂纹临界状态为由不产生微裂纹过渡到产生微裂纹时，最后一次未产生微裂纹的折弯状态；对所述裂纹临界状态的测试样品进行应变的测量，获得临界应变值。

优选地，所述制备用于进行弯曲测试的测试样品，包括：

对弯曲测试的所述测试样品的一侧表面印刷测量网格，所述测量网格用于测量所述测试样品的应变值。

优选地，所述对弯曲测试的测试样品的一侧表面印刷测量网格，包括：

对弯曲测试的所述测试样品的一侧表面二分之一部分印刷测量网格，其中未印刷测量网格的所述测试样品表面用于观察微裂纹。

优选地，所述根据所述判断结果，调整所述折弯角继续进行折弯直至获得裂纹临界状态，包括：

当判断结果为产生微裂纹时，不断对所述折弯角增大第一角度并进行折弯直至获得裂纹临界状态；或，当判断结果为未产生微裂纹时，不断对所述折弯角减小第二角度并进行折弯直至获得裂纹临界状态。

优选地，所述根据所述判断结果，调整所述折弯角继续进行折弯直至获得裂纹临界状态，包括：

当判断结果为产生微裂纹时，不断的对所述折弯角增大第三角度后继续进行折弯，直至不产生微裂纹；不断的对所述折弯角减小第四角度后继续进行折弯，直至产生微裂纹；不断的对所述折弯角增大第五角度后继续进行折弯，并判断所述测试样品是否产生微裂纹，并根据判断的结果继续调整所述折弯角直至获得裂纹临界状态；其中，所述第五角度小于所述第四角度，所述第四角度小于所述第三角度。

优选地，所述根据判断的结果继续调整所述折弯角直至获得裂纹临界状态，包括：

当所述折弯角的调整值小于等于预设的终止阈值时，将最后调整所述折弯角对应的折弯状态作为裂纹临界状态。

优选地，在所述测试样品每次进行折弯之后，包括：

对所述测试样品在当前折弯状态下进行回弹与应变的测量，获得当前折弯状态下的回弹值与应变值；将每次折弯后测得的所述回弹值与所述应变值进行拟合，获得回弹与应变的关系曲线。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明提供的一种高强钢钢板折弯的表面质量与应变关系测试方法，首先，制备用于进行弯曲测试的测试样品，并对所述测试样品按照预设的折弯角进行折弯；然后，判断所述测试样品的折弯外侧表面是否产生微裂纹，获得判断结果；最后，根据所述判断结果，调整所述折弯角继续进行折弯直至获得裂纹临界状态。其中，由于所述裂纹临界状态为所述测试样品由产生微裂纹过渡到不产生微裂纹时，第一次未出现微裂纹的折弯状态；或所述裂纹临界状态为由不产生微裂纹过渡到产生微裂纹时，最后一次未产生微裂纹的折弯状态；对所述裂纹临界状态的测试样品进行应变的测量，获得临界应变值。最后获得的临界应变值表示测试样品表面是否产生微裂纹(表面质量改变)的界限值，该临界应变值可用于指导测试样品对应的高强度钢板的产品加工，提高了验证微裂纹的效率；如可通过获取与该测试样品对应的高强度钢板的表面应变值，并与该临界应变值进行比较就可了解该高强度钢板的表面是否发生微裂纹，无需进行进一步观察，提高了验证微裂纹的效率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的一种高强钢钢板折弯的表面质量与应变关系测试方法的流程图；

图2为本发明第一实施例提供的三点折弯的测试结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在材料成型领域，通常来说，折弯角度越大，材料表面的应变值越大，材料表面的微裂纹产生的可能性越大，产生的微裂纹将直接影响产品的性能。为了避免微裂纹的产生就需要对微裂纹产生的临界值进行探索，将应变值或折弯角控制在临界值之内，就可避免微裂纹的产生，由于提出本发明。

请参照图1，在本实施例中提供一种高强钢钢板折弯的表面质量与应变关系测试方法，所述方法包括：

步骤S10：制备用于进行弯曲测试的测试样品；

步骤S20：对所述测试样品按照预设的折弯角进行折弯；

步骤S30：判断所述测试样品的折弯外侧表面是否产生微裂纹，获得判断结果；

步骤S40：根据所述判断结果，调整所述折弯角继续进行折弯直至获得裂纹临界状态；其中，所述裂纹临界状态为所述测试样品由产生微裂纹过渡到不产生微裂纹时，第一次未出现微裂纹的折弯状态；或，所述裂纹临界状态为由不产生微裂纹过渡到产生微裂纹时，最后一次未产生微裂纹的折弯状态；

步骤S50：对所述裂纹临界状态的测试样品进行应变的测量，获得临界应变值。

在步骤S10中，测试样品即为高强度钢板制作而成的样品。具体包括：对弯曲测试的所述测试样品的一侧表面印刷测量网格，所述测量网格用于测量所述测试样品的应变值。

其中，印刷测量网格的具体方式可以为电化学蚀刻，蚀刻的表面为折弯时的外侧表面，因为折弯时外表面为拉应力，容易产生微裂纹。

例如：在本实施例中测试样品的宽度可相对于传统测试样品的宽度增加一倍，如由原来的试样尺寸规格120mm×25mm，变为新的尺寸规格120mm×50mm，其厚度可为1mm左右。

因此，进一步的印刷测量网格时，可对弯曲测试的所述测试样品的一侧表面二分之一部分印刷测量网格，其中未印刷测量网格的所述测试样品表面用于观察微裂纹。便于对比观察减少变量影响。

在步骤S20中，折弯的方式可采用三点折弯。如图2所示，通过冲头2、支撑柱3将测试样品1按照预设的折弯角进行折弯(其中，冲头2所在一侧的测试样品1的夹角为折弯角)。

在初次进行折弯的时候可以随机设定折弯角，也可根据经验值设定折弯角。例如，可根据材料的历史使用数据选定初始预设的折弯角。

在步骤S30中，可通过观察或测试的方式判断测试样品的外侧表面是否产生微裂纹。例如：1、可直接通过人工肉眼观察；2、可通过光学、电子显微镜进行观察；3、采用金属裂纹检测仪器进行检测；判断是否产生微裂纹的方式不作限制。

在步骤S40中，步骤S40的实现方式在本实施例中提供如下三种：

一、通过对折弯角的调整进行逐步逼近

步骤S40可具体包括步骤S401或步骤S402。

步骤S401：当判断结果为产生微裂纹时，不断对所述折弯角增大第一角度并进行折弯直至获得裂纹临界状态。即，将首次未产生微裂纹时作为裂纹临界状态。

步骤S402：当判断结果为未产生微裂纹时，不断对所述折弯角减小第二角度并进行折弯直至获得裂纹临界状态。即，将最后一次未产生微裂纹时作为裂纹临界状态。

在上述的步骤S401和步骤S402中，可以对第一角度和第二角度设置一较小的步长，例如，每次折弯时对测试样品的折弯角改变0.5度或1度。使得折弯测试可以不断的逼近裂纹临界状态，同时避免跳过最佳的裂纹临界状态。

二、对折弯角进行快速调整，需找最佳的裂纹临界状态

在第一种实现方式中，裂纹临界状态的获取速度慢，并且对步长的控制要求高，测试数量大、效率低。由此，在本实现方式中包括如下步骤，可替换上述第一种实现方式：

步骤S411：当判断结果为产生微裂纹时，不断的对所述折弯角增大第三角度后继续进行折弯，直至不产生微裂纹；

步骤S412：不断的对所述折弯角减小第四角度后继续进行折弯，直至产生微裂纹；

步骤S413：不断的对所述折弯角增大第五角度后继续进行折弯，并判断所述测试样品是否产生微裂纹，并根据判断的结果继续调整所述折弯角直至获得裂纹临界状态；其中，所述第五角度小于所述第四角度，所述第四角度小于所述第三角度。

例如：测试样品的首次折弯时的折弯角为90度，此时产生微裂纹，可对折弯角增大20度(即第三角度)。此时，折弯角为110度，此时在测试样品上不产生微裂纹，可对当前的折弯角减小10度(第四角度)。即获得折弯角100度，若此时的测试样品上产生微裂纹，将对当前的折弯角增大5度(即第五角度)，即105度，继续判断测试样品上是否产生微裂纹。若产生微裂纹，继续对当前的折弯角增大2.5度(第六角度)，即107.5度，继续判断测试样品上是否产生微裂纹。如此，循环最终获得较为准确的裂纹临界状态。该种裂纹临界状态的获取方式收敛更快，并且更加准确。同时，通过合理设定第三角度，可大大减少测试样品的数量。

进一步的，为了方便控制收敛的精度，在步骤S413中还具体包括：当所述折弯角的调整值小于等于预设的终止阈值时，将最后调整所述折弯角对应的折弯状态作为裂纹临界状态。即通过终止阈值的设定即可控制最终裂纹临界状态的精度。例如，终止阈值设置为1度是，当折弯角的调整小于1度时就将终止调整，确定出最终的裂纹临界状态。

需要说明的是，步骤S411-S413也可分别等价替换为：

步骤S411’：当判断结果为未产生微裂纹时，不断的对所述折弯角减小第三角度后继续进行折弯，直至产生微裂纹；

步骤S412’：不断的对所述折弯角增加第四角度后继续进行折弯，直至不产生微裂纹；

步骤S413’：不断的对所述折弯角减小第五角度后继续进行折弯，并判断所述测试样品是否产生微裂纹，并根据判断的结果继续调整所述折弯角直至获得裂纹临界状态；其中，所述第五角度小于所述第四角度，所述第四角度小于所述第三角度。

在步骤S411中，可从一个较小的折弯角开始测试；而在步骤S411’中可从一个较大的折弯角开始测试。

三、采用逐步逼近法获取裂纹临界状态

步骤S422：将两个测试样品分别折弯到第七角度和第八角度；

步骤S423：若在第七角度的状态下测试样品未产生微裂纹，在第八角度的状态下测试样品产生微裂纹；则对第七角度和第八角度求均值获得中间角度(第九角度)，并继续进行折弯测试。若测试样品在第九角度下产生微裂纹，则对第九角度和第七角度求均值，并继续进行折弯测试；若测试样品在第九角度下未产生微裂纹，对第九角度和第八角度求均值，并继续进行折弯测试。如此循环计算测试，最终获得较为准确裂纹临界状态。

需要说明的是，在进行折弯测试的时候，由于测试样品产生微裂纹后是不可逆的；因此，当一块测试样品产生微裂纹后就需要更换新的测试样品。未产生微裂纹的测试样品可更换，也可继续使用。

在步骤S50中，在寻找到裂纹临界状态后，可采用三组测试样品折弯到该状态下进行观察微裂纹情况以及测量临界应变值。在保证三组测试样品均未产生裂纹时，取三组临界应变值作为平均值。以此可以节省测试样品的数量，提高测量的准确度。

在步骤S50中，可通过获取与该测试样品对应的高强度钢板的表面应变值，并与该临界应变值进行比较就可了解该高强度钢板的表面是否发生微裂纹(导致高强度钢板的表面质量改变的界限值)，无需进行进一步观察，提高了验证微裂纹的效率。

另外，也可直接通过三组独立的试验，来寻找独立的裂纹临界状态，以及测量三组临界应变值。这种方式也能保证准确度的提高，但会使用更多的测试样品数量。

进一步的，为了充分利用每次折弯测试的数据。在所述测试样品每次进行折弯之后，可包括如下步骤：

步骤S61：对所述测试样品在当前折弯状态下进行回弹与应变的测量，获得当前折弯状态下的回弹值与应变值；

步骤S62：将每次折弯后测得的所述回弹值与所述应变值进行拟合，获得回弹与应变的关系曲线。

例如，对型号为DP1180的钢材进行一次折弯测试可得到：

表1

对型号为DP780的钢材进行一次折弯测试可得到：

表2

在本实施例中，通过拟合可得到的回弹与应变的关系曲线，可将临界应变值标记在该关系曲线上。基于该关系曲线就可实现对于测试样品相同的材料的折弯性能的预测和判断，更准确的为加工生产提供指导。例如，在汽车板冲压成型的生产过程中，可通过最终状态的目标折弯叫在该关系曲线中查找出在冲压时所需要的折弯角，同时还能判断出该材料加工后是否会出现微裂纹。另外，还可通过关系曲线的应变值对该材料生产的相关零件进行寿命计算等，由于该应变值是有印刷测量网格的方法测量获得，可进一步的对测量网格进行分析，获得易损的风险点。将本发明得到的关系曲线用于进行指导生产，避免了次品产生，显著的提高了生产效率和效益。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的方法可能实现的功能和操作。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种高强钢钢板折弯的表面质量与应变关系测试方法，其特征在于，包括：

制备用于进行弯曲测试的测试样品；

对所述测试样品按照预设的折弯角进行折弯；

判断所述测试样品的折弯外侧表面是否产生微裂纹，获得判断结果；

根据所述判断结果，调整所述折弯角继续进行折弯直至获得裂纹临界状态；其中，所述裂纹临界状态为所述测试样品由产生微裂纹过渡到不产生微裂纹时，第一次未出现微裂纹的折弯状态；或，所述裂纹临界状态为由不产生微裂纹过渡到产生微裂纹时，最后一次未产生微裂纹的折弯状态；

对所述裂纹临界状态的测试样品进行应变的测量，获得临界应变值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述制备用于进行弯曲测试的测试样品，包括：

对弯曲测试的所述测试样品的一侧表面印刷测量网格，所述测量网格用于测量所述测试样品的应变值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对弯曲测试的测试样品的一侧表面印刷测量网格，包括：

对弯曲测试的所述测试样品的一侧表面二分之一部分印刷测量网格，其中未印刷测量网格的所述测试样品表面用于观察微裂纹。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述判断结果，调整所述折弯角继续进行折弯直至获得裂纹临界状态，包括：

当判断结果为产生微裂纹时，不断对所述折弯角增大第一角度并进行折弯直至获得裂纹临界状态；或，

当判断结果为未产生微裂纹时，不断对所述折弯角减小第二角度并进行折弯直至获得裂纹临界状态。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述判断结果，调整所述折弯角继续进行折弯直至获得裂纹临界状态，包括：

当判断结果为产生微裂纹时，不断的对所述折弯角增大第三角度后继续进行折弯，直至不产生微裂纹；

不断的对所述折弯角减小第四角度后继续进行折弯，直至产生微裂纹；

不断的对所述折弯角增大第五角度后继续进行折弯，并判断所述测试样品是否产生微裂纹，并根据判断的结果继续调整所述折弯角直至获得裂纹临界状态；其中，所述第五角度小于所述第四角度，所述第四角度小于所述第三角度。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据判断的结果继续调整所述折弯角直至获得裂纹临界状态，包括：

当所述折弯角的调整值小于等于预设的终止阈值时，将最后调整所述折弯角对应的折弯状态作为裂纹临界状态。

7.根据权利要求1-6任一所述的方法，其特征在于，在所述测试样品每次进行折弯之后，包括：

对所述测试样品在当前折弯状态下进行回弹与应变的测量，获得当前折弯状态下的回弹值与应变值；

将每次折弯后测得的所述回弹值与所述应变值进行拟合，获得回弹与应变的关系曲线。