高强钢翻孔成形性评估方法、存储介质及电子设备

技术领域

本申请涉及冶金行业板材成形评估技术领域，具体而言，涉及一种高强钢翻孔成形性评估方法、一种计算机可读存储介质以及一种电子设备。

背景技术

在航空、汽车和家电等行业中，其零部件常常会有局部翻孔结构，随着行业飞速发展，在轻量化的进程中，零部件的高强化和薄壁化已成趋势，为了增加部件局部刚度，不同孔径与翻孔高度的结构被应用到部件中。

翻孔成形性往往采用传统材料的扩孔率直接评估，IOS国际与国家标准中扩孔率的测试试样采用10mm的制孔，再扩孔得到扩孔率值；而翻孔结构的直径往往比10mm大几倍甚至几十倍，经过对不同孔径的制孔试样进行扩孔，得到的扩孔率随着孔径的变化而变化，这是由于不同孔径扩孔中存在应变梯度，这就导致翻孔成形性用传统扩孔率不能直接准确评估，因此一种高强钢翻孔成形性的评估方法亟需建立。

发明内容

本申请的实施例提供了一种高强钢翻孔成形性评估方法，以解决现有技术不能准确评估翻孔成形性的问题。

本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。

根据本申请实施例的第一方面，提供了一种高强钢翻孔成形性评估方法，包括：

进行多次扩孔试验，得到多个扩孔的真实极限等效应变值；

对扩孔试验进行仿真建模，获得多个扩孔的仿真极限等效应变值；

以真实极限等效应变值为标准，拟合多个扩孔的仿真极限等效应变值，得到评估曲线；

基于所述评估曲线，对待评估零件进行评估。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述多个扩孔的直径为等差数列。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述进行多次扩孔试验，包括：

基于国标GBT24524-2009扩孔试验标准，对试验板材进行扩孔加工。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，还包括：

在进行扩孔加工后对材料进行散斑喷涂，并通过DIC在线应变测量系统对整个扩孔试验过程进行监测。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述以真实极限等效应变值为标准，拟合多个扩孔的仿真极限等效应变值，包括：

将多个扩孔的仿真等效应变值与真实等效应变值进行比对，判断比对结果，当比对结果满足要求时，拟合多个扩孔的仿真极限等效应变值。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述将多个扩孔的仿真等效应变值与真实等效应变值进行比对，判断比对结果，包括：

计算多个扩孔的仿真等效应变值与真实等效应变值之间的差值，并判断所述差值是否位于设定范围内。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述基于所述评估曲线，对待评估零件进行评估，包括：

基于待评估零件的冲孔直径和翻孔直径计算翻孔后的最大应变值；

在评估曲线上找出与待评估零件翻孔直径相同处的目标极限等效应变值；

将最大应变值与在目标极限等效应变值进行比较；

若最大应变值小于目标极限等效应变值，则确定待评估零件满足成形要求，反之，则不满足。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述基于待评估零件的冲孔直径和翻孔直径计算扩孔后的最大应变值，包括：

获取待评估零件的冲孔直径和扩孔直径；

采用公式(1)计算待评估零件扩孔后的最大应变值；

其中，λ′表示最大应变值；D

根据本申请实施例的第二方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机存储介质上存储有计算机指令，所述计算机指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行第一方面所述的方法。

根据本申请实施例的第三方面，提供了一种电子设备，包括处理器和存储器；

所述存储器，用于存储指令；

所述处理器，用于调用所述存储器中的指令，使得所述电子设备执行第一方面所述的方法。

本申请的技术方案，可以用来指导实践，避免出现材料与翻孔成形要求不匹配的现象，适用于冲裁、线切割和激光切割等加工方式的翻孔工艺。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。在附图中：

图1示出了根据本申请一个实施例提供的一种高强钢翻孔成形性评估方法的流程示意图；

图2示出了根据本申请一个实施例提供的步骤S400的细节流程示意图；

图3示出了根据本申请一个实施例提供的翻孔结构示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本申请将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本申请的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本申请的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本申请的各方面。

附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

需要说明的是：在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

下面将结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

参见图1，示出了根据本申请一个实施例的一种高强钢翻孔成形性评估方法的流程示意图。

如图1所示，展示了一种高强钢翻孔成形性评估方法，具体包括步骤S100至步骤S400。

步骤S100，进行多次扩孔试验，得到多个扩孔的真实极限等效应变值。

具体的，在本实施例中，多个扩孔的孔径为等差数列。

可以理解的是，等差数列是指从第二项起，每一项与它的前一项的差等于同一个常数的一种数列，即本实施例中的多个孔径之间的孔径差距为一个固定值。

在本实施例中，每个计算扩孔的极限等效应变值的公式是相同的，所以将每个扩孔的孔径设为固定差值，就可以确认每个扩孔的极限等效应变值之间的关系，进而寻找出极限等效应变值的发展规律。

示例性的，例如进行4次扩孔试验，每次进行扩孔时的孔径分别为10mm，15mm，20mm，25mm；在进行四次扩孔试验后，即可得到10mm，15mm，20mm，25mm分别对应的第一组极限等效应变值，第二组极限等效应变值，第三组极限等效应变值，第四组极限等效应变值，观察这四组极限等效应变值，即可发现四组数据中存在的规律。

需要说明的是，扩孔试验是指用凸模把中心带孔的试件压入凹模，使试件中心孔扩大，直到板孔边缘出现颈缩或裂纹为止。试验结果用于评价金属薄板的翻边成形性。

在一些可行的实施例中，所述进行多次扩孔试验，包括：

基于国标GBT24524-2009扩孔试验标准，对试验板材进行扩孔加工。

需要说明的是，本实施例中所述的扩孔加工是指，在材料具有冲孔的情况下，采用圆锥等物件对冲孔进行冲压，使其扩大的过程。

需要说明的是，在本实施例中，扩孔加工是翻孔工艺中的一部分，一块材料若要得到翻孔结构，需要先经过扩孔加工，然后再对孔进行翻边处理，最终才能得到翻孔。

可以理解的是，在翻孔过程中，制孔边缘的应力应变状态较为复杂，通常采用等效应变来表征制孔边缘的应变状态，采用极限等效应变表征在扩孔过程中制孔边缘开裂临界状态，极限等效应变即材料承受应变的最大值。

可以理解的是，本实施例中所述的等效应变是指等效塑性应变，等效塑性应变是用来确定材料经强化后屈服面的位置的物理量。

在一些可行的实施例中，基于前述方案，在进行扩孔加工后还需要对材料进行散斑喷涂，并且在扩孔试验中，通过DIC在线应变测量系统对整个扩孔试验过程进行监测。

继续参照图1，步骤S200，对扩孔试验进行仿真建模，获得多个扩孔的仿真极限等效应变值。

可以理解的是，仿真极限等效应变值是通过仿真建模得到的仿真数据，其本身没有真实数据进行支撑，并不具有真实性。

继续参照图1，步骤S300，以真实极限等效应变值为标准，拟合多个扩孔的仿真极限等效应变值，得到评估曲线。

因为仿真极限等效应变值为仿真数据，只具有理论基础，所以需要以真实极限等效应变值为标准，拟合多个仿真极限等效应变值，这样得到的评估曲线才能符合真实情况，才会更加精确。

在一些可行的实施例中，所述以真实极限等效应变值为标准，拟合多个扩孔的仿真极限等效应变值，具体包括：

将多个扩孔的仿真等效应变值与真实等效应变值进行比对，判断比对结果，当比对结果满足要求时，拟合多个扩孔的仿真极限等效应变值。

可以理解的是，在本实施例中，需要将多个扩孔的仿真等效应变值与真实等效应变值一一进行比对，以尽可能提高仿真等效应变值的准确度。示例性的，例如，总共得到10mm，15mm，20mm，25mm这四组孔径的真实极限等效应变值，那么在进行比对时，需要将仿真得到的10mm的仿真极限等效应变值与10mm的真实工况极限等效应变值进行比对，将仿真得到的15mm的仿真极限等效应变值与15mm的真实工况极限等效应变值进行比对，依次类推，直至所有的孔径都比对完成。且必须保证每一组比对结果都要满足要求，只有在所有的比对结果都满足时，才进行拟合，若其中有一组数据不满足，则重新获取仿真极限等效应变值，再次进行比对。

具体的，在本实施例中，所述将多个扩孔的仿真等效应变值与真实等效应变值进行比对，判断比对结果，包括：

计算多个扩孔的仿真等效应变值与真实等效应变值之间的差值，并判断所述差值是否位于设定范围内。

示例性的，基于前述实例，例如10mm的真实极限等效应变值为60％，仿真极限等效应变值为62％，设定范围为-5％—+5％，此时真实极限等效应变值与仿真极限等效应变值的差值为-2％，-2％位于设定范围-5％—+5％内，表明10mm的仿真极限等效应变值是符合比对结果的。

继续参照图1，步骤S400，基于所述评估曲线，对待评估零件进行评估。

可以理解的是，拟合出来的评估曲线其本身具有函数性质，可以反应出翻孔直径与极限等效应变值之间的函数关系，基于这种函数性质，评估曲线可以不断地进行延伸；所以，利用评估曲线，既可找出不同孔径对应的极限等效应变值。

在一些可行的实施例中，参照图2，所述步骤S400具体包括步骤S410至步骤S430。

步骤S410，基于待评估零件的冲孔直径和翻孔直径计算翻孔后的最大应变值。

步骤S420，在评估曲线上找出与待评估零件翻孔直径相同处的目标极限等效应变值。

需要说明的是，目标极限等效应变值是指在评估曲线上，孔径与待评估零件翻孔直径相同处的极限等效应变值。示例性的，例如此时获得待评估零件的翻孔直径为30mm，那么在评估曲线上，孔径30mm对应的极限等效应变值即为目标极限等效应变值。

步骤S430，将最大应变值与在目标极限等效应变值进行比较，若最大应变值小于目标极限等效应变值，则确定待评估零件满足成形要求，反之，则不满足。

可以理解的是，当待评估零件的最大应变值小于目标极限等效应变值时，说明此时的待评估零件还没有达到边缘开裂的临界状态，这就表面待评估零件是符合成形要求的。

在一些可行的实施例中，所述基于待评估零件的冲孔直径和翻孔直径计算扩孔后的最大应变值，包括：

获取待评估零件的冲孔直径和扩孔直径；

采用公式(1)计算待评估零件扩孔后的最大应变值；

其中，λ′表示最大应变值；D

需要说明的是，在利用公式(1)计算最大应变值时，需要考虑待评估零件厚度的影响，如图3所示，所以要在翻孔的直径D

作为另一方面，本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机存储介质上存储有计算机指令，所述计算机指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行上述实施例中所述的一种高强钢翻孔成形性评估方法。

作为另一方面，本申请还提供一种电子设备，包括处理器和存储器；

所述存储器，用于存储指令；

所述处理器，用于调用所述存储器中的指令，使得所述电子设备执行上述实施例中所述的一种高强钢翻孔成形性评估方法。

下面提供一个具体的实施实例。

本实例首先将高强酸洗板780HE原材料制成90*90mm的扩孔试样，执行国家GBT24524-2009扩孔试验标准，根据厚度选择合适冲裁间隙将试样中心冲裁处10mm的孔；接着将带有圆孔的试样进行散斑喷涂，通过DIC在线应变测量系统对整个扩孔试验过程进行监测，将扩孔试样扩至制孔边缘出现第一道贯穿厚度的裂纹停止试验，得到此时真实极限等效应变值为60.4％；按照该步骤依次得到15mm，20mm，25mm孔径的第二、第三、第四组试验的真实极限等效应变值，分别为：54.5％、47.2％、40.9％。

对以上扩孔试验过程进行仿真建模，输入材料力学性能参数，计算得出不同孔径的仿真极限等效应变值，分别为62.1％、56.2％、48.6％和43.3％，将其并与真实极限等效应变值进行对比分析，得到仿真与试验数据相差较小，且趋势一致，验证以上实验数据真实有效，采用试验得出不同孔径的等效极限应变试验数据拟合曲线。

取待评估零件冲孔直径25mm与翻孔直径30mm，零件厚度为2mm，通过公式(1)得出最大应变值36％，在曲线相应位置对比极限应变值40.9％，36％小于等效极限应变值40.9％，则满足成形要求。

需要说明的是，本申请实施例所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)、闪存、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本申请中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本申请中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、有线等等，或者上述的任意合适的组合。

附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。其中，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，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，两个接连地表示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。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本申请实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、触控终端、或者网络设备等)执行根据本申请实施方式的方法。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实施方式后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。