Московский политехнический университет, Москва, Россия

Н. Ф. Шпунькин, профессор кафедры обработки материалов давлением и аддитивных технологий, канд. техн. наук, эл. почта: snf48@yandex.ru

Рассмотрена область применения испытательной машины МТЛ-10Г-1, предусмотренная технической документацией предприятия-изготовителя и предназначенная для проведения стандартного испытания тонколистовых металлов по методу Эриксена. Отмечено, что технологические возможности установки не ограничены этим видом испытаний и могут быть использованы для выполнения различных видов исследования свойств листовых материалов. Такие возможности обусловлены принципом работы машины, которая представляет пресс двойного действия, а установленная на машине экспериментальная оснастка может осуществлять зажим и пластическое деформирование листового металла. Рассмотрены возможности применения машины для проведения различных видов испытаний, отличающихся от метода Эриксена (испытание на двухосное растяжение с сохранением плоскостности на испытуемом участке, испытание на кручение листового образца в его плоскости и др.). Представлен опыт применения машины для экспериментальных исследований поведения листовых материалов в различных операциях листовой штамповки, таких как формовка, вытяжка, обтяжка с растяжением. Указана возможная область применения машины по отработке и отладке производственных технологий штамповки, основой которых является операция вытяжки. Возможности установки МТЛ-10Г-1 обеспечивают проведение испытаний по оценке и уточнению пластических свойств листовых металлов. С использованием специальной испытательной оснастки можно получать экспериментальные данные для построения диаграммы предельных деформаций, являющейся важнейшей характеристикой, используемой для прогнозирования разрушения штампуемой листовой заготовки. Указанная характеристика определяет соотношения возникающих в листе деформаций, при которых происходит разрушение, что имеет большое значение для новых видов деформируемых листовых сталей повышенной прочности, осваиваемых металлургической промышленностью.

1. Прибор для испытания листового металла на выдавливание модели МТЛ-10Г-1. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Гб 2.778.006ТС. — Ивановский завод «Точприбор», 1975.
2. ГОСТ 10510–80. Металлы. Метод испытания на вдавливание листов и лент по Эриксену. — Введ. 01.07.1980.
3. ГОСТ Р ИСО 20482–2015. Материалы металлические. Листы и полосы. Испытание на вытяжку по Эриксену. — Введ. 01.01.2016.
4. ГОСТ 9045–93. Прокат тонколистовой холоднокатаный из низкоуглеродистой качественной стали для холодной штамповки. — Введ. 01.01.1997.
5. ГОСТ 16523–97. Прокат тонколистовой из углеродистой стали качественной и обыкновенного качества общего назначения. — Введ. 01.01.2000.
6. Marciniak Z., Kuczynski K. Limit strains in the processes of stretch-forming sheet metal // International Journal of Mechanical Sciences. 1967. Vol. 9. No. 9. P. 609–620.
7. Banabic D. Sheet metal forming processes. Constitutive modelling and numerical simulation. — Berlin – Heidelberg : Springer-Verlag, 2010. — 318 p.
8. Park N., Huh H., Yoon J. W. Anisotropic fracture forming limit diagram considering non-directionality of the equi-biaxial fracture strain // International Journal of Solids and Structures. 2018. Vol. 151. P. 181–194.
9. Демин В. А. Исследование связи между предельным коэффициентом вытяжки и группой штампуемости стали для холодной штамповки // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. № 12-2. С. 262–268.
10. Chaimongkon T., Panich S., Uthaisangsuk V. Anisotropic fracture forming limit curve and its applications for sheet metal forming with complex strain paths of aluminum sheet // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2021. Vol. 115. P. 3553–3577.
11. Келлер И. Э., Петухов Д. С., Казанцев А. В., Трофимов В. Н. Диаграмма предельных деформаций при горячей листовой штамповке металлов. Обзор моделей материала, критериев вязкого разрушения и стандартных испытаний // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Физико-математические науки. 2018. Т. 22. № 3. С. 447–486.
12. Hajian M., Assempour A. Experimental and numerical determination of forming limit diagram for 1010 steel sheet: a crystal plasticity approach // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2015. Vol. 76. P. 1757–1767.
13. Пименов В. А., Лукин А. С., Орехов М. Е., Сигорских А. В., Шкатов М. И. Особенности производства холоднокатаного высокопрочного проката в ОАО «НЛМК» // Черные металлы. 2012. № 5. С. 10–15.
14. Charoensuk K., Panich S., Uthaisangsuk V. Damage initiation and fracture loci for advanced high strength steel sheets taking into account anisotropic behavior // Journal of Materials Processing Technology. 2017. Vol. 248. P. 218–235.
15. Chen W., Song H., Lazarescu L., Xu Y. et al. Formability analysis of hot-rolled dual-phase steel during the multistage stamping process of wheel disc // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2020. Vol. 110. P. 1563–1573.
16. Шинкин В. Н. Предварительная правка стальной полосы // Черные металлы. 2018. № 5. С. 34–40.
17. Матвеев А. Д. Испытание листового металла на осесимметричное растяжение // Кузнечно-штамповочное производство. 1971. № 10. С. 14–17.
18. Shinkin V. N. Springback coefficient of round steel beam under elastoplastic torsion // CIS Iron and Steel Review. 2018. Vol. 15. P. 23–27.
19. Филиппов Ю. К., Молодов А. В., Зайцев А. Г., Евсиков Р. А. Испытание образцов на двухосное растяжение // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2014. № 10-2. С. 97–103.
20. ISO 12004-2:2021. Metallic materials – Determination of forming-limit curves for sheet and strip – Part 2: Determination of forming-limit curves in the laboratory. - Introdeced: 10.02.2021.
21. А. С. № 800806. Устройство для двухосного растяжения листового материала / А. Д. Матвеев, А. Г. Бобров и др. ; заявл 27.04.1979 ; опубл. 30.01.1981.
22. А. С. № 1278668. Способ испытания листового материала на плоское двухосное растяжение / А. Д. Матвеев, Н. Ф. Шпунькин и др. ; заявл. 30.09.1985 ; опубл. 23.12.1986.
23. Marciniak Z., Kuczinski K., Kolodziejski J. Wyznaczanie niektorych plastecznych wlasnosci blachy metoda skrecania // Obrobka Plastyczna. 1973. Vol. 12. No. 2. P. 61–65.
24. Пат. 2202777 РФ. Устройство для испытания образцов листовых материалов на кручение в плоскости листа / Н. Ф. Шпунькин, С. А. Типалин ; заявл. 20.04.2001 ; опубл. 20.04.2003.
25. Шинкин В. Н. Прямая и обратная нелинейная аппроксимация зоны упрочнения стали // Черные металлы. 2019. № 3. С. 32–37.
26. Шпунькин Н. Ф., Типалин С. А., Никитин М. Ю. Листовой демпфирующий материал для кузовных деталей. Свойства при сдвиговой деформации // Автомобильная промышленность. 2010. № 10. С. 39, 40.
27. Tipalin S. A., Nikitin M. J., Shpunkin N. F. Experimental study of V-bending process of steel-polymer-steel sheets at room temperature // Computer Methods in Materials Science. 2008. Vol. 8. No. 3. P. 138–143.
28. Шпунькин Н. Ф., Типалин С. А. Исследование свойств многослойных листовых материалов // Заготовительные производства в машиностроении. 2013. № 1. С. 28–31.
29. Феофанова А. Е. Предельные деформации при местной листовой формовке // Процессы обработки металлов давлением : Межвузовский сборник научных трудов. — М. : МАМИ, 1988. С. 145–152.

30. Nakazima K., Kikuma T. Forming limits under biaxial stretching of sheet metals // Testu-to-Hagane. 1967. Vol. 53. P. 455–458.
31. Lumelskyy D., Rojek J., Banabic D., Lazarescu L. Detection of Strain Localization in Nakazima Formability Test – Experimental Research and Numerical Simulation // Procedia Engineering. 2017. Vol. 183. P. 89–94.
32. Ayachi N., Guermazi N., Pham C. H., Manach P. Y. Development of a Nakazima test suitable for determining the formability of ultra-thin copper sheets // Metals. 2020. Vol. 10. No. 9. P. 1163–1181.
33. Шпунькин Н. Ф. Совершенствование методов штамповки автокузовных деталей обтяжкой с растяжением и определения штампуемости листа : дис. ... канд. техн. наук. — М. : МАМИ, 1981.
34. Типалин С. А., Белоусов В. Б., Шпунькин Н. Ф. Моделирование обтяжки с растяжением листового металла // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. № 12. С. 180–183.
35. Мельников Э. Л. Справочник по холодной штамповке оболочковых деталей. — М. : Машиностроение, 2003. — 288 с.