This research was supported by the European Union's Seventh Framework Programme (FP7/2007-2013) under grant agreement No. 604240, project title "An industrial system enabling the use of a patented, lab-proven materials processing technology for Low Cost forming of Lightweight structures for transportation industries (LoCoLite)."

1. إعداد العينات <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> آلة شقة الكلب العظام والعينات صليبي من المواد التجارية سبائك الألومنيوم 6082 (AA6082) باستخدام قطع الليزر وجهاز كمبيوتر التحكم العددي (CNC) آلة طحن (للاختبارات القابليه للتشكيل في مسارات سلالة مختلفة بما في ذلك سلالة ذو محورين، طائرة، واجهاد-متساو ذو محورين تنص على). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قياس سماكة من كل عينة صليبي وكل عينة الكلب العظام مع الفرجار رنيه ثلاث مرات في المنطقة قياس المركزية وحساب متوسط ​​القيم. تأكد من أن سمك قسم قياس في عينة صليبي هو 0.7 ± 0.05 ملم وأن سمك العينة ذو محورين 1.5 ± 0.1 مم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> رش طلاء السطح العلوي بأكمله من عينة صليبي باستخدام، رذاذ الطلاء الأسود شعلة المقاومة (قادرة على تحمل درجات حرارة تصل إلى 1093 درجة مئوية). انتظر حتى يجف الطلاء ثم رش مقاومة للهب، نقاط الطلاء الأبيض من طول الذراع لإنشاء مؤشر ستوكاستيكرش نمط لا بد من الاعتراف من قبل النظام DIC (انظر المثال في الشكل 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ولد زوج من المزدوجات الحرارية في وسط السطح الخلفي (مقابل السطح المطلي) من العينة. قم بتوصيل الطرف الآخر من الحرارية للنظام التغذية المرتدة التحكم في درجة الحرارة لاختبار آلة ذو محورين لرصد ومراقبة تاريخ التغير في درجة الحرارة. </li></ol> 2. جمعية جهاز ذو محورين اختبار <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تجميع كل أجزاء من جهاز الفحص ذو محورين، بما في ذلك قاعدة لوحة، رمح المركزي، المدخلات والمخرجات لوحات للتدوير، عربات، المشبك، دليل القضبان، وربط قضبان جامدة (يظهر جهاز تجميعها في الشكل 2). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام قضيب ربط، زوجين مدخلات لوحة للتدوير مباشرة إلى الفك المنقولة من المقاومة تسخين ذو محورين آلة اختبار الشد، والذي يوفر قوة الشد ذو محورين. زوجان مدخلات لوحة للتدوير إلى محرك رمح المركزي وزوجان هذه حملة رمح المركزي لوحة للتدوير الانتاج. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تأكد من أن دوران لوحة للتدوير المدخلات حول محور الدوران يدور حملة رمح، وبالتالي الدورية لوحة للتدوير الانتاج الذي يقترن ذلك حول محور الدوران. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> في نهاية واحدة، زوجان كل من ربط قضبان جامدة إلى واحدة من نقاط الاتصال على لوحة للتدوير الانتاج. زوجان الطرف الآخر إلى واحدة من العربات. ملاحظة: هذا سوف يتسبب في عربات مع أصحاب العينة أن ينزلق ذهابا وإيابا على طول القضبان مع احتكاك منخفضة، والتي يمكن تطبيقها قوة ذو محورين لعينة صليبي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام البراغي المسمار، المشبك كل ذراع من العينة صليبي إلى النقل مع صاحب العينة والصفيحة العلوية. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد السيطرة في غرفة آلة اختبار الشد ذو محورين، كما هو مبين في الشكل (3) (أ). إرفاق أربعة كابلات لحام إلى كل زوج من السيطرة، والتي هي مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ والنحاس وrespectively، وبالتالي ربط كابلات لحام لإمدادات الطاقة الكهربائية. ملاحظة: منطقة موصل للكابلات لحام هو 50 مم (2) وتصنيف الحالي هو 345 A. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع السيطرة والمشبك من جهاز الفحص ذو محورين الى قسمين بين فكي آلة اختبار الشد ذو محورين وتشديد لهم داخل (الشكل 3 (أ)). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد جهاز الفحص ذو محورين في غرفة آلة اختبار الشد ذو محورين، كما هو مبين في الشكل (3) (ب). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام اثنين من إطارات والمسمار براغي على الجزء العلوي والسفلي من الجانبين قاعدة لوحة لإصلاح الجهاز في غرفة آلة اختبار الشد ذو محورين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع العينة في حامل العينة على رأس جهاز الفحص ذو محورين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ربط كل محطة من الكابلات اللحام لكل منطقة تحامل من العينة. </li></ol></li></ol> 3. إعداد نظام التدفئة وتسقيه <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> شارك بإحكامnnect كل منطقة تحامل من العينة إلى الأعلى لوحة الفولاذ المقاوم للصدأ، والتي هي بمثابة القطب لأغراض التدفئة المقاومة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تشديد كابلات لحام مع محطات حلقة تجعيد لوحة أعلى من كل منطقة تحامل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اندلع الاتصال فوهات بخراطيم لنظام إخماد تدفق عالية مع العرض الجوي المنظم في 8000 كجم / م 2 الضغط للتبريد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام أربعة فتحات لضربة جوية من الأسلحة من العينة إلى المنطقة المركزية للعينة. ملاحظة: لا يتم توجيه فوهات على قسم قياس للتبريد لتجنب عرقلة المنطقة الوسطى من وجهة نظر الكاميرا. </li></ol> 4. إعداد نظام DIC <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قم بتوصيل كاميرا عالية السرعة للنظام DIC مع عدسة صغيرة إلى جهاز كمبيوتر. ضبط معدلات الإطار من الكاميرا إلى 25 إطارا في الثانية، 50 إطارا في الثانية، و 500 إطارا في الثانية من القائمة من معدلات الإطار (للاختبارات في تمتد معدلات سلالة من 0.01 / ث، 0.1 / ث و 1 / ثانية، على التوالي). تعيين قرارات كل ماالسحراء إلى 1280 × 1024 بكسل. ملاحظة: معدلات الإطار تعتمد على عدد من نقاط البيانات التي سيتم جمعها. ويمكن جمع 200 نقطة على الأقل البيانات باستخدام الإعدادات أعلاه. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام الضوء إضافي مع قوة 300 W للاختبارات بمعدلات عالية الضغط. نقطة الضوء مباشرة في غرفة آلة اختبار الشد ذو محورين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط عدسة الكاميرا بحيث يكون موازيا لسطح العلوي من العينة في غرفة وتركيز الكاميرا على قسم قياس. </li></ol> 5. البرنامج التجريبي <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تشغيل المقاومة تسخين ذو محورين آلة اختبار الشد عن طريق النقر على زر التشغيل الثلاثي في ​​برنامج حاسوبي لمراقبة. يدير الكهرباء من خلال المواد AA6082 وارتفاع درجات الحرارة إلى درجة حرارة حل المعالجة الحرارية من 535 ° C 14 بمعدل التدفئة من 30 ° C / الصورة: ملاحظة. يتم استيعابه المواد في 535 درجة مئوية لمدة 1 دقيقة، وهو ما يكفي لتسوية كاملة من رواسب. منظمة العفو الدوليةيستخدم ص تهب من نظام إخماد لإرواء المواد بمعدل التبريد من 15 إلى واحد من 3 درجات حرارة مرتفعة 100 ° C / ثانية المعين في نطاق 370-510 درجة مئوية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تمتد العينة مع اختبار الجهاز ذو محورين بمعدل الضغط المستمر في نطاق ،01-1 / ق وتسجيل التاريخ تشوه عن طريق الضغط على زر الزناد متصلا كاميرا عالية السرعة يدويا. ملاحظة: النزوح مدخلات من آلة الاختبار ذو محورين لاختبار الجهاز ذو محورين كان يسيطر عليها البرنامج المدمج في لاختبار آلة ذو محورين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أداء الاختبارات في مسارات مختلفة سلالة تتكون من ذو محورين، سلالة الطائرة، والدول اجهاد ذو محورين 3 عن طريق ضبط تكوين جهاز الفحص ذو محورين. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قطع اثنين من قضبان ربط معارضة للاختبارات ذو محورين. المشبك عينة الكلب العظام على جهاز الفحص ذو محورين وذلك لربط كابلات لحام، كما هو الحال في الخطوات 3،1-3.4. كرر الخطوات من 5،1-5،2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إصلاح عربتين تعارض قاعدة لوحة مع البراغي المسمار للحد من تشوه في الاتجاه المقابل للاختبار تحت ولاية سلالة الطائرة. المشبك عينة صليبي على جهاز الفحص ذو محورين وذلك لربط كابلات لحام، كما هو الحال في الخطوات 3،1-3،4. كرر الخطوات من 5،1-5،2. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> كرر الخطوات من 5.3.1-5.3.2 لكل حالة اختبار ثلاث مرات، وذلك باستخدام جديدة الكلب العظام والعينات صليبي. </li></ol> 6. معالجة البيانات <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استيراد جميع الصور التي سجلتها كاميرا عالية السرعة في البرنامج مرحلة ما بعد المعالجة واتبع الخطوات القياسية لتحليل البيانات وفقا لدليل البرامج. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام معيار ISO 3 لتحديد حدود تشكيل بالضغط على زر الوضع FLC في البرنامج. ملاحظة: تم بالفعل دمج هذا الأسلوب في البرنامج معالجة الصور الارتباط. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بمناسبة كل نتيجة من حدود تشكيل في درجة حرارة مختلفةالصورة، معدلات الإجهاد، والتوتر مسارات في رسم تخطيطي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> رسم وتشكيل المنحنيات الحد في جميع ظروف الاختبار للحصول على FLD من سبيكة ظل ظروف ختم الساخنة. </li></ol>

<ol>
	<li>Karbasian, H., Tekkaya, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+on+hot+stamping.">A review on hot stamping.</a> J. of Mater. Process. Tech. 210 (15), 2103-2118 (2010).</li><li>Miller, W. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+development+in+aluminium+alloys+for+the+automotive+industry.">Recent development in aluminium alloys for the automotive industry.</a> Mater. Sci. and Eng. 280 (1), 37-49 (2000).</li><li>Shao, Z., Li, N., Lin, J., Dean, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+New+Biaxial+Testing+System+for+Generating+Forming+Limit+Diagrams+for+Sheet+Metals+Under+Hot+Stamping+Conditions.">Development of a New Biaxial Testing System for Generating Forming Limit Diagrams for Sheet Metals Under Hot Stamping Conditions.</a> Exp. Mech. 56 (9), 1-12 (2016).</li><li>Ayres, R. A., Wenner, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strain+and+strain-rate+hardening+effects+in+punch+stretching+of+5182-0+aluminum+at+elevated+temperatures.">Strain and strain-rate hardening effects in punch stretching of 5182-0 aluminum at elevated temperatures.</a> Metall. Trans. A. 10 (1), 41-46 (1979).</li><li>Shao, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+investigation+of+forming+limit+curves+and+deformation+features+in+warm+forming+of+an+aluminium+alloy.">Experimental investigation of forming limit curves and deformation features in warm forming of an aluminium alloy.</a> P. I. Mech. Eng. B-J. Eng. , (2016).</li><li>Marciniak, Z., Kuczynski, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Limit+strains+in+the+processes+of+stretch-forming+sheet+metal.">Limit strains in the processes of stretch-forming sheet metal.</a> Int. J. Mech. Sci. 9 (9), 609-620 (1967).</li><li>Li, D., Ghosh, A. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biaxial+warm+forming+behavior+of+aluminum+sheet+alloys.">Biaxial warm forming behavior of aluminum sheet alloys.</a> J. of Mater. Process. Tech. 145 (3), 281-293 (2004).</li><li>Palumbo, G., Sorgente, D., Tricarico, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+design+of+a+formability+test+in+warm+conditions+for+an+AZ31+magnesium+alloy+avoiding+friction+and+strain+rate+effects.">The design of a formability test in warm conditions for an AZ31 magnesium alloy avoiding friction and strain rate effects.</a> Int. J. Mach. Tool. Manu. 48 (14), 1535-1545 (2008).</li><li>Raghavan, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+technique+to+generate+in-plane+forming+limit+curves+and+selected+applications.">A simple technique to generate in-plane forming limit curves and selected applications.</a> Metall. Mater. Trans. A. 26 (8), 2075-2084 (1995).</li><li>Ragab, A. R., Baudelet, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Forming+limit+curves:+out-of-plane+and+in-plane+stretching.">Forming limit curves: out-of-plane and in-plane stretching.</a> J. Mech. Work. Technol. 6 (4), 267-276 (1982).</li><li>Fan, X. -. b., He, Z. -. b., Zhou, W. -. x., Yuan, S. -. j. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formability+and+strengthening+mechanism+of+solution+treated+Al-Mg-Si+alloy+sheet+under+hot+stamping+conditions.">Formability and strengthening mechanism of solution treated Al-Mg-Si alloy sheet under hot stamping conditions.</a> J. of Mater. Process. Tech. 228, 179-185 (2016).</li><li>Zidane, I., Guines, D., L&#233;otoing, L., Ragneau, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+an+in-plane+biaxial+test+for+forming+limit+curve+(FLC)+characterization+of+metallic+sheets.">Development of an in-plane biaxial test for forming limit curve (FLC) characterization of metallic sheets.</a> Meas. Sci. Technol. 21 (5), 055701 (2010).</li><li>Hannon, A., Tiernan, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+planar+biaxial+tensile+test+systems+for+sheet+metal.">A review of planar biaxial tensile test systems for sheet metal.</a> J. of Mater. Process. Tech. 198 (1-3), 1-13 (2008).</li><li>Garrett, R., Lin, J., Dean, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+investigation+of+the+effects+of+solution+heat+treatment+on+mechanical+properties+for+AA+6xxx+alloys:+experimentation+and+modelling.">An investigation of the effects of solution heat treatment on mechanical properties for AA 6xxx alloys: experimentation and modelling.</a> Int. J. Plasticity. 21 (8), 1640-1657 (2005).</li><li>Milkereit, B., Wanderka, N., Schick, C., Kessler, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuous+cooling+precipitation+diagrams+of+Al-Mg-Si+alloys.">Continuous cooling precipitation diagrams of Al-Mg-Si alloys.</a> Mater. Sci. Eng. A. 550, 87-96 (2012).</li><li>Crammond, G., Boyd, S. W., Dulieu-Barton, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Speckle+pattern+quality+assessment+for+digital+image+correlation.">Speckle pattern quality assessment for digital image correlation.</a> Opt. Laser. Eng. 51 (12), 1368-1378 (2013).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

طرق الاختبار القابليه للتشكيل التقليدية المستخدمة لتحديد تشكيل حدود وعادة ما تكون قابلة للتطبيق إلا في درجة حرارة الغرفة. تقنية عرض يمكن استخدامها لتقييم القابليه للتشكيل المعادن لتطبيقات ورقة ختم الساخنة عن طريق إدخال جهاز الفحص ذو محورين جديدا لمقاومة تسخين آلة ...

وتواجه صناعة السيارات تحديا عالميا كبيرا للحد من استهلاك الوقود والتقليل من التلوث البيئي الناجم عن انبعاثات المركبات. تخفيض الوزن هو مفيد في تحسين أداء السيارات ويمكن أن تقلل من استهلاك الطاقة بشكل مباشر 1. ويرجع ذلك إلى انخفاض القابليه للتشكيل المعادن ورقة في درجة حرارة الغرفة، وختم الساخنة وعمليات التبريد يموت الباردة (ويشار إلى حار ختم) وتستخدم 2 إلى تحسين القابليه للتشكيل من سبائك، وبالتالي الحصول على المكونات على شكل المعقدة في تطبيقات السيارات. رسم تخطيطي حد تشكيل (FLD) هو أداة مفيدة لتقييم القابليه للتشكيل من سبيكة 3. خارج من الطائرة الاختبارات، مثل اختبار Nakazima 4 و 5 و في الطائرة الاختبارات، مثل اختبار Marciniak 6، 7، 8، وهوإعادة الطرق التجريبية التقليدية للحصول على مجالات آخرى من المعادن ورقة تحت مختلف الظروف 9 و 10 و 11. كما تم استخدم آلة الاختبار ذو محورين، أجهزة هيدروليكية للتحقيق في القابليه للتشكيل السبائك في درجة حرارة الغرفة 12 و 13. ومع ذلك، فإن أيا من الأساليب المذكورة أعلاه قابلة للتطبيق لاختبارات القابليه للتشكيل في ظل ظروف ختم الساخنة، لأن عملية التبريد قبل مطلوب جنبا إلى جنب مع السيطرة على معدلات التدفئة والتبريد تشكيل. درجة الحرارة تشوه ومعدل سلالة من الصعب الحصول بدقة. لذلك، يقترح نظام اختبار القابليه للتشكيل الرواية في هذه الدراسة لتحديد تجريبيا حدود تشكيل المعادن ورقة في ظل ظروف ختم الساخنة.

<table><tbody><tr><td>Aluminium Alloy&amp;nbsp;</td><td>Smiths Metal</td><td>6082</td><td>Specimens machining</td></tr><tr><td>Laser cutter</td><td>LVD Ltd</td><td>HELIUS 25/13</td><td>Laser cutting specimens</td></tr><tr><td>CNC machine</td><td>HAAS Automation</td><td>TM-2CE</td><td>Machine specimens by milling</td></tr><tr><td>Vernier caliper</td><td>Mitutoyo</td><td>575-481</td><td>Thickness measurement</td></tr><tr><td>Resistance heating uniaxial testing machine</td><td>Dynamic System Inc</td><td>Gleeble 3800</td><td>Thermo-mechanical materials simulator</td></tr><tr><td>High flow quench system</td><td>Dynamic System Inc</td><td>38510</td><td>For air cooling</td></tr><tr><td>Thermocouples</td><td>Dynamic System Inc</td><td>K type</td><td></td></tr><tr><td>Nozzles</td><td>Indexa</td><td></td><td>Nozzle flared 1/4 inch bore</td></tr><tr><td>Welding cables</td><td>LAPP Group</td><td>H01N2-D</td><td></td></tr><tr><td>High-speed camera</td><td>Photron</td><td>UX50</td><td>For DIC testing</td></tr><tr><td>Camera lens</td><td>Nikon</td><td>Micro 200mm</td><td></td></tr><tr><td>Lamp</td><td>Liliput</td><td>150ce</td><td>300 W</td></tr><tr><td>Laptop</td><td>HP</td><td>Campaq 2530p</td><td>For images recording</td></tr><tr><td>Biaxial testing apparatus</td><td>Manufactured independently</td><td></td><td>All parts were designed and machinced by authors for biaxial testing</td></tr><tr><td>Steel&amp;nbsp;</td><td>West Yorkshire Steel</td><td>H13</td><td>Mateials of the biaxial testing apparatus</td></tr><tr><td>Image correlation processing software</td><td>GOM</td><td>ARAMIS</td><td>Non-contact measuring system and data post-pocessing</td></tr></tbody></table>

a novel biaxial testing apparatus for the determination of forming limit under hot stamping conditions

يتم استخدام ختم الساخنة وعملية التبريد يموت القارص لتشكيل المكونات الهيكلية على شكل معقدة من المعادن ورقة. النهج التجريبية التقليدية، مثل الخروج من الطائرة وفي الطائرة الاختبارات، لا ينطبق على تحديد تشكيل حدود عند تسخين ويتم إدخال عمليات التبريد السريع قبل تشكيل لالتجارب التي أجريت في ظل ظروف ختم الساخنة. وقد تم تصميم نظام الاختبار ذو محورين الرواية في الطائرة وتستخدم لتحديد تشكيل حدود الصفائح المعدنية على مختلف مسارات سلالة، ودرجات الحرارة، ومعدلات إجهاد بعد التسخين والتبريد العمليات في المقاومة تسخين آلة الاختبار ذو محورين. الجزء الأساسي من نظام الاختبار ذو محورين هو جهاز ذو محورين، الذي ينقل قوة ذو محورين التي تقدمها آلة الاختبار ذو محورين لقوة ذو محورين. وقد تم تصميم نوع واحد من عينة صليبي والتحقق منها لاختبار القابليه للتشكيل من سبائك الألومنيوم 6082 باستخدام نظام الاختبار ذو محورين المقترحة. ايم الرقميوقد استخدم سن الارتباط (DIC) نظام مع كاميرا عالية السرعة لأخذ القياسات سلالة من عينة خلال تشويه. والهدف من اقتراح هذا النظام الاختبار ذو محورين هو تمكين حدود تشكيل سبيكة يتم تحديدها في مختلف درجات الحرارة ومعدلات الضغط في ظل ظروف ختم الساخنة.

منذ مجالات آخرى هي غاية سلالة تعتمد مسار، تم التحقق من الخطي من مسار سلالة لكل حالة اختبار من خلال تحليل نتائج DIC. مسارات سلالة تتناسب طوال تشوه لكل حالة اختبار. مجموعة من نسبة إجهاد قاصر إلى تخصص ما يقرب -0.37 (حالة ذو محورين) إلى 0.26 (قرب حالة ذو محورين). ?...

Watch this Scientific Journal Video about A Novel Biaxial Testing Apparatus for the Determination of Forming Limit under Hot Stamping Conditions at JoVE.com

A Novel Biaxial Testing Apparatus for the Determination of Forming Limit under Hot Stamping Conditions

يقترح هذا البروتوكول نظام الاختبار ذو محورين رواية المستخدمة في مقاومة تسخين ذو محورين الشد آلة اختبار لتحديد الرسم البياني تشكيل الحد (FLD) من الصفائح المعدنية في ظل ظروف ختم الساخنة.

A جهاز رواية ذو محورين اختبار لتحديد الحد تشكيل تحت الساخن شروط ختم

The hot stamping and cold die quenching process is increasingly used to form complex shaped structural components of sheet metals. Conventional ...

a-novel-biaxial-testing-apparatus-for-determination-forming-limit

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Mechanical Engineering

Engineering

Unit 1

Bending

SCIENTISTS IN ACTION

7.5K Views.  Imperial College London.  يقترح هذا البروتوكول نظام الاختبار ذو محورين رواية المستخدمة في مقاومة تسخين ذو محورين الشد آلة اختبار لتحديد الرسم البياني تشكيل الحد (FLD) من الصفائح المعدنية في ظل ظروف ختم الساخنة. 

Video: A Novel Biaxial Testing Apparatus for the Determination of Forming Limit under Hot Stamping Conditions

Experimental Methods for Investigation of Shape Memory Based Elastocaloric Cooling Processes and Model Validation

Shape Memory Alloys (SMA) using elastocaloric cooling processes have the potential to be an environmentally friendly alternative to the conventional vapor compression based cooling process. Nickel-Titanium (Ni-Ti) based alloy systems, especially, show large elastocaloric effects. Furthermore, exhibit large latent heats which is a necessary material property for the development of an efficient solid-state based cooling process. A scientific test rig has been designed to investigate these processes and the elastocaloric effects in SMAs. The realized test rig enables independent control of an SMA&#39;s mechanical loading and unloading cycles, as well as conductive heat transfer between SMA cooling elements and a heat source/sink. The test rig is equipped with a comprehensive monitoring system capable of synchronized measurements of mechanical and thermal parameters. In addition to determining the process-dependent mechanical work, the system also enables measurement of thermal caloric aspects of the elastocaloric cooling effect through use of a high-performance infrared camera. This combination is of particular interest, because it allows illustrations of localization and rate effects &#8212; both important for efficient heat transfer from the medium to be cooled.
The work presented describes an experimental method to identify elastocaloric material properties in different materials and sample geometries. Furthermore, the test rig is used to investigate different cooling process variations. The introduced analysis methods enable a differentiated consideration of material, process and related boundary condition influences on the process efficiency. The comparison of the experimental data with the simulation results (of a thermomechanically coupled finite element model) allows for better understanding of the underlying physics of the elastocaloric effect. In addition, the experimental results, as well as the findings based on the simulation results, are used to improve the material properties.

Experimental methods for investigation of solid state cooling processes and characterization of elastocaloric material properties of Shape Memory Alloys (SMA) are presented. A custom-built test rig has been designed for controlling and comprehensive monitoring of elastocaloric cooling processes. Furthermore, it provides a validation platform for thermomechanically coupled modeling approaches.

طرق تجريبية لElastocaloric عمليات التبريد التحقيق في ذاكرة الشكل وبناء ونموذج التحقق من صحة

Shape Memory Alloys (SMA) using elastocaloric cooling processes have the potential to be an environmentally friendly alternative to the conventional vapor ...

High-pressure, High-temperature Deformation Experiment Using the New Generation Griggs-type Apparatus

In order to address geological processes at great depths, rock deformation should ideally be tested at high pressure (&#62; 0.5 GPa) and high temperature (&#62; 300 &#176;C). However, because of the low stress resolution of current solid-pressure-medium apparatuses, high-resolution measurements are today restricted to low-pressure deformation experiments in the gas-pressure-medium apparatus. A new generation of solid-medium piston-cylinder (&#34;Griggs-type&#34;) apparatus is here described. Able to perform high-pressure deformation experiments up to 5 GPa and designed to adapt an internal load cell, such a new apparatus offers the potential to establish a technological basis for high-pressure rheology. This paper provides video-based detailed documentation of the procedure (using the &#34;conventional&#34; solid-salt assembly) to perform high-pressure, high-temperature experiments with the newly designed Griggs-type apparatus. A representative result of a Carrara marble sample deformed at 700 &#176;C, 1.5 GPa and 10-5 s-1 with the new press is also given. The related stress-time curve illustrates all steps of a Griggs-type experiment, from increasing pressure and temperature to sample quenching when deformation is stopped. Together with future developments, the critical steps and limitations of the Griggs apparatus are then discussed.

Rock deformation needs to be quantified at high pressure. A description of the procedure to perform deformation experiments in a newly designed solid-medium Griggs-type apparatus is here given. This provides technological basis for future rheological studies at pressures up to 5 GPa.

تجربة تشوه ذات الضغط العالي، وارتفاع درجة الحرارة باستخدام جهاز الجيل الجديد من نوع غريغز

In order to address geological processes at great depths, rock deformation should ideally be tested at high pressure (&#62; 0.5 GPa) and high temperature ...

Environment

Knowledge Based Cloud FE Simulation of Sheet Metal Forming Processes

The use of Finite Element (FE) simulation software to adequately predict the outcome of sheet metal forming processes is crucial to enhancing the efficiency and lowering the development time of such processes, whilst reducing costs involved in trial-and-error prototyping. Recent focus on the substitution of steel components with aluminum alloy alternatives in the automotive and aerospace sectors has increased the need to simulate the forming behavior of such alloys for ever more complex component geometries. However these alloys, and in particular their high strength variants, exhibit limited formability at room temperature, and high temperature manufacturing technologies have been developed to form them. Consequently, advanced constitutive models are required to reflect the associated temperature and strain rate effects. Simulating such behavior is computationally very expensive using conventional FE simulation techniques.
This paper presents a novel Knowledge Based Cloud FE (KBC-FE) simulation technique that combines advanced material and friction models with conventional FE simulations in an efficient manner thus enhancing the capability of commercial simulation software packages. The application of these methods is demonstrated through two example case studies, namely: the prediction of a material's forming limit under hot stamping conditions, and the tool life prediction under multi-cycle loading conditions.

The following paper presents a novel FE simulation technique (KBC-FE), which reduces computational cost by performing simulations on a cloud computing environment, through the application of individual modules. Moreover, it establishes a seamless collaborative network between world leading scientists, enabling the integration of cutting edge knowledge modules into FE simulations.

المعرفة وبناء سحابة FE محاكاة عمليات رقة تشكيل المعادن

The use of Finite Element (FE) simulation software to adequately predict the outcome of sheet metal forming processes is crucial to enhancing the ...

Experimental Procedure for Warm Spinning of Cast Aluminum Components

High performance, cast aluminum automotive wheels are increasingly being incrementally formed via flow forming/metal spinning at elevated temperatures to improve material properties. With a wide array of processing parameters which can affect both the shape attained and resulting material properties, this type of processing is notoriously difficult to commission. A simplified, light-duty version of the process has been designed and implemented for full-size automotive wheels. The apparatus is intended to assist in understanding the deformation mechanisms and the material response to this type of processing. An experimental protocol has been developed to prepare for, and subsequently perform forming trials and is described for as-cast A356 wheel blanks. The thermal profile attained, along with instrumentation details are provided. Similitude with full-scale forming operations which impart significantly more deformation at faster rates is discussed.

An experimental protocol for instrumented warm rotary forming of cast aluminum alloys employing a bespoke industrially scaled apparatus is presented. Experimental considerations including thermal and mechanical effects are discussed, as well as similitude with full-scale processing of automotive wheels.

الإجراءات التجريبية للغزل دافئ من مكونات الألومنيوم المصبوب

High performance, cast aluminum automotive wheels are increasingly being incrementally formed via flow forming/metal spinning at elevated temperatures to ...

Ultrasonic Fatigue Testing in the Tension-Compression Mode

Ultrasonic fatigue testing is one of a few methods which allow investigating fatigue properties in the ultra-high cycle region. The method is based on exposing the specimen to longitudinal vibrations on its resonance frequency close to 20 kHz. With use of this method, it is possible to significantly decrease the time required for the test, when compared to conventional testing devices usually working at frequencies under 200 Hz. It is also used to simulate loading of material during operation in high speed conditions, such as those experienced by components of jet engines or car turbo pumps. It is necessary to operate only in the high and ultra-high cycle region, due to the possibility of extremely high deformation rates, which can have a significant influence on the test results. Specimen shape and dimensions have to be carefully selected and calculated to fulfill the resonance condition of the ultrasonic system; thus, it is not possible to test the full components or specimens of arbitrary shape. Before each test, it is necessary to harmonize the specimen with the frequency of the ultrasonic system to compensate for deviations of the real shape from the ideal one. It is not possible to run a test until a total fracture of the specimen, since the test is automatically terminated after initiation and propagation of the crack to a certain length, when the stiffness of the system changes enough to shift the system out of the resonance frequency. This manuscript describes the process of evaluation of materials' fatigue properties at high-frequency ultrasonic fatigue loading with use of mechanical resonance at a frequency close to 20 kHz. The protocol includes a detailed description of all steps required for a correct test, including specimen design, stress calculation, harmonizing with the resonance frequency, performing the test, and final static fracture.

A protocol for ultrasonic fatigue testing in the high and ultra-high cycle region in axial tension-compression loading mode.

الموجات فوق الصوتية التعب الاختبار في وضع ضغط التوتر

Ultrasonic fatigue testing is one of a few methods which allow investigating fatigue properties in the ultra-high cycle region. The method is based on ...

Conducting Elevated Temperature Normal and Combined Pressure-Shear Plate Impact Experiments Via a Breech-end Sabot Heater System

A novel approach for conducting normal and/or combined pressure-shear plate impact experiments at test temperatures up to 1000 &#176;C is presented. The method enables elevated temperature plate-impact experiments aimed towards probing dynamic behavior of materials under thermomechanical extremes, while mitigating several special experimental challenges faced while performing similar experiments using the conventional plate impact approach. Custom adaptations are made to the breech-end of a single-stage gas-gun at Case Western Reserve University; these adaptations include a precision-machined extension piece made from SAE 4340 steel, which is strategically designed to mate the existing gun-barrel while providing a high tolerance match to the bore and keyway. The extension piece contains a vertical cylindrical heater-well, which houses a heater assembly. A resistive coil heater-head, capable of reaching temperatures of up 1200 &#176;C, is attached to a vertical stem with axial/rotational degrees of freedoms; this enables thin metal specimens held at the front-end of a heat-resistant sabot to be heated uniformly across the diameter to the desired test temperatures. By heating the flyer plate (in this case, the sample) at the breech-end of the gun-barrel instead of at the target-end, several critical experimental challenges can be averted. These include: 1) severe changes in the alignment of the target plate during heating due to the thermal expansion of the several constituents of the target holder assembly; 2) challenges that arise due to the diagnostics elements, (i.e., polymer holographic gratings, and optical probes) being too close to the heated target assembly; 3) challenges that arise for target plates with an optical window, where crucial tolerances between the sample, bond layer, and window become increasingly difficult to maintain at high temperatures; 4) in the case of combined compression-shear plate impact experiments, the need for high-temperature resistant diffraction gratings for the measurement of transverse particle velocity at the free surface of the target; and 5) limitations imposed on the impact velocity necessary for unambiguous interpretation of the measured free surface velocity versus time profile due to thermal softening and possibly yielding of the bounding target plates.By utilizing the adaptations mentioned above, we present results from a series of reverse geometry normal plate impact experiments on commercial purity aluminum at a range of sample temperatures. These experiments show decreasing particle velocities in the impacted state, which are indicative of material softening (decrease in post-yield flow stress) with increasing sample temperatures.

Here, we present a detailed protocol of a new approach for conducting elevated temperature reverse normal plate impact, and combined pressure-and-shear plate impact. The approach involves the use of a breech-end resistive coil heater to heat a sample held at the front-end of a heat-resistant sabot to the desired temperature.

إجراء رفع درجة حرارة طبيعية والجمع بين الضغط-الإمالة لوحة أثر التجارب عن طريق نظام سخان Sabot المؤخرة في نهاية

A novel approach for conducting normal and/or combined pressure-shear plate impact experiments at test temperatures up to 1000 &#176;C is presented. The ...

Application of Design Aspects in Uniaxial Loading Machine Development

In terms of accurate and precise mechanical testing, machines run the continuum. Whereas commercial platforms offer excellent accuracy, they can be cost-prohibitive, often priced in the $100,000 - $200,000 price range. At the other extreme are stand-alone manual devices that often lack repeatability and accuracy (e.g., a manual crank device). However, if a single use is indicated, it is over-engineering to design and machine something overly elaborate. Nonetheless, there are occasions where machines are designed and built in-house to accomplish a motion not attainable with the existing machines in the laboratory. Described in detail here is one such device. It is a loading platform that enables pure uniaxial loading. Standard loading machines typically are biaxial in that linear loading occurs along the axis and rotary loading occurs about the axis. During testing with these machines, a load is applied to one end of the specimen while the other end remains fixed. These systems are not capable of conducting pure axial testing in which tension/compression is applied equally to the specimen ends. The platform developed in this paper enables the equal and opposite loading of specimens. While it can be used for compression, here the focus is on its use in pure tensile loading. The device incorporates commercial load cells and actuators (movers) and, as is the case with machines built in-house, a frame is machined to hold the commercial parts and fixtures for testing.

Here we present a protocol to develop a pure uniaxial loading machine. Critical design aspects are employed to ensure accurate and reproducible testing results.

تطبيق جوانب التصميم في تطوير آلة تحميل أونياكسيال

In terms of accurate and precise mechanical testing, machines run the continuum. Whereas commercial platforms offer excellent accuracy, they can be ...

Biaxial Mechanical Characterizations of Atrioventricular Heart Valves

Extensive biaxial mechanical testing of the atrioventricular heart valve leaflets can be utilized to derive&#160;optimal parameters used in constitutive models, which provide a mathematical representation of the mechanical function of those structures. This presented biaxial mechanical testing protocol involves (i) tissue acquisition, (ii) the preparation of tissue specimens, (iii) biaxial mechanical testing, and (iv) postprocessing of the acquired data. First, tissue acquisition requires obtaining porcine or ovine hearts from a local Food and Drug Administration-approved abattoir for later dissection to retrieve the valve leaflets. Second, tissue preparation requires using tissue specimen cutters on the leaflet tissue to extract a clear zone for testing. Third, biaxial mechanical testing of the leaflet specimen requires the use of a commercial biaxial mechanical tester, which consists of force-controlled, displacement-controlled, and stress-relaxation testing protocols to characterize the leaflet tissue&#39;s mechanical properties. Finally, post-processing requires the use of data image correlation techniques and force and displacement readings to summarize the tissue&#39;s mechanical behaviors in response to external loading. In general, results from biaxial testing demonstrate that the leaflet tissues yield a nonlinear, anisotropic mechanical response. The presented biaxial testing procedure is advantageous to other methods since the method presented here allows for a more comprehensive characterization of the valve leaflet tissue under one unified testing scheme, as opposed to separate testing protocols on different tissue specimens. The proposed testing method has its limitations in that shear stress is potentially present in the tissue sample. However, any potential shear is presumed negligible.

This protocol involves characterizations of atrioventricular valve leaflets with force-controlled, displacement-controlled, and stress-relaxation biaxial mechanical testing procedures. Results acquired with this protocol can be used for constitutive model development to simulate the mechanical behavior of functioning valves under a finite element simulation framework.

بياكسيال الخصائص الميكانيكية لصمامات القلب بي

Extensive biaxial mechanical testing of the atrioventricular heart valve leaflets can be utilized to derive&#160;optimal parameters used in constitutive ...

Bioengineering

Layer Microdissection of Tricuspid Valve Leaflets for Biaxial Mechanical Characterization and Microstructural Quantification

The tricuspid valve (TV) regulates the unidirectional flow of unoxygenated blood from the right atrium to the right ventricle. The TV consists of three leaflets, each with unique mechanical behaviors. These variations among the three TV leaflets can be further understood by examining their four anatomical layers, which are the atrialis (A), spongiosa (S), fibrosa (F), and ventricularis (V). While these layers are present in all three TV leaflets, there are differences in their thicknesses and microstructural constituents that further influence their respective mechanical behaviors. 
This protocol includes four steps to elucidate the layer-specific differences: (i) characterize the mechanical and collagen fiber architectural behaviors of the intact TV leaflet, (ii) separate the composite layers (A/S and F/V) of the TV leaflet, (iii) carry out the same characterizations for the composite layers, and (iv) perform post-hoc histology assessment. This experimental framework uniquely allows the direct comparison of the intact TV tissue to each of its composite layers. As a result, detailed information regarding the microstructure and biomechanical function of the TV leaflets can be collected with this protocol. Such information can potentially be used to develop TV computational models that seek to provide guidance for the clinical treatment of TV disease.

This protocol describes the biaxial mechanical characterization, polarized spatial frequency domain imaging-based collagen quantification, and microdissection of tricuspid valve leaflets. The provided method elucidates how the leaflet layers contribute to the holistic leaflet behaviors.

التشريح المجهري للطبقة من وريقات الصمام ثلاثي الشرف للتوصيف الميكانيكي ثنائي المحور والتكميم الهيكلي الدقيق

The tricuspid valve (TV) regulates the unidirectional flow of unoxygenated blood from the right atrium to the right ventricle. The TV consists of three ...

Stress-Strain Characteristics of Steels

Source:&#160;Roberto Leon, Department of Civil and Environmental Engineering, Virginia Tech, Blacksburg, VA
The importance of materials to human development is clearly captured by the early classifications of world history into periods such as the Stone Age, Iron Age, and the Bronze Age. The introduction of the Siemens and Bessemer processes to produce steels in the mid-1800s is arguably the single most important development in launching the Industrial Revolution that transformed much of Europe and the USA in the second half of the 19th century from agrarian societies into the urban and mechanized societies of today. Steel, in its almost infinite variations, is all around us, from our kitchen appliances to cars, to lifelines such as electrical transmission networks and water distribution systems. In this experiment we will look at the stress-strain behavior of two types of steel that bound the range usually seen in civil engineering applications - from a very mild, hot rolled steel to a hard, cold rolled one.