基于数字图像相关技术的金属冲裁过程材料变形分析

摘要

为准确分析金属板料冲裁过程中材料变形及断裂行为,构建了一个基于二维数字图像相关方法的原位应变测量系统。对Cu Sn0.15铜合金板材开展系列冲裁实验,通过该原位应变测量系统有效地跟踪记录了冲裁过程的局部大变形,获取了冲裁过程的各应变分量的应变场分布,在此基础上分析了应变演变规律和不同冲裁间隙的应变场差异。结果表明,剪切应变在冲裁过程前期起主导作用,而拉伸应变的急剧增大是在冲裁过程后期材料内部出现微裂纹的主要原因。不同冲裁间隙的应变场差异主要体现在拉伸应变的分化上,拉伸应变的差异是影响光亮带占比的主要因素。研究结果不仅为冲裁工艺的制定提供基础数据,还可为评定数值模型的有效性提供依据。