液壓成形極限實驗之結果

使用液壓膨脹實驗的圓形的模具，針對裁切過的試片，使用橡膠 做為液壓傳遞壓力至薄板使之成形至破裂；針對未裁切過的方形試片 進行膨脹實驗，由液壓直接對薄板成形至破裂，而成形後的試片為圖 4.16。

圖 4.16 液壓成形後的試片

經由金屬薄板成形至破裂後，量測其 5mm 圓形網格之變形量，

計算取得其極限應變值，並建立一薄板液壓成形極限圖如圖 4.17 所 示。結合橡膠成形裁切過之薄板(1~3、5~8 號試片)至破裂的量測結果 為次應變-0.16~0.04，其中次應變-0.16~-0.03 為試片 1~3、5 和 6。次 應變-0.025~0.05 的極限應變值為試片 7 和 8 的量測結果。次應變 0.1~0.15 的極限應變為試片 4 的量測結果。結果液壓成形實驗可得到

次應變-0.2 至 0.15 的極限應變狀態，構成一完整成形極限圖。

圖 4.17 薄板液壓成形極限圖(SUS304)

在圖 4.18 中可以發現本研究之液壓成形極限實驗，使用液壓膨 脹實驗之圓形模具，結合橡膠成形不同幾何之試片，也可達到使用橢 圓形模具成形方形試片之相同應變狀態。因此本研究之液壓膨脹實驗 不需替換模具，使實驗更具便利性，單純使用圓形模具即可取得完整 的成形極限圖。

圖 4.18 液壓成形極限圖與橢圓形模具成形之結果比較

4.5 衝壓成形極限實驗

本實驗規劃的試片經由一球型沖頭與模具衝壓成形後，如圖 4.19 所示，並藉由觀察薄板上直徑 5mm之圓形網格計算成形極限應變值，

而構成成形極限圖。

圖 4.19 衝壓成形後的試片

量測網格變形量後得到的成形極限圖如圖 4.20。由於本實驗之金 屬薄板比常見的板金較薄，厚度為 0.1mm，並且在衝壓成形時，試片 是由上模具與壓板以平面夾持，針對有裁切過(R 大於 0)的試片，試 片並沒有因夾持力不足而滑移，衝壓成形後試片邊緣仍保持變形前的 狀態，如圖 4.19 中的試片 1 至 6，最後得到預估的應變路徑，即落於 左半部的成形極限圖。

而針對沒有裁切過(R=0)的方形試片在衝壓成形時，式設計為雙 軸應力狀態下的應變路徑，即落於右半部的成形極限圖。但是由於試 片是以平面夾持，試片厚度又為 0.1mm 的薄板，在夾持情況不佳的 下，又無裁切的方形試片與沖頭的接觸面積較大，所以試片由沖頭所 施加的衝壓成形力較大於有裁切過的試片，也大於夾持力，以至於在

成形無裁切的方形試片時，無法完全夾緊試片，在衝壓成形時，使材 料產成滑移，如圖 4.19 中的試片 7，試片邊緣有明顯內縮，衝壓成形 後已不是原本的方形試片。使預估的等雙軸應變路徑無法達成，而成 為次應變上為零並落於主應變軸上的平面應變狀態。所以針對本實驗 之薄板衝壓實驗無法取得等雙軸拉伸的成形極限應變狀態，即缺少右 半部的成形極限圖的資訊。

圖 4.20 薄板衝壓成形極限圖(SUS304)