一、前言
成形极限图(FLD)是用来表示金属板料在变形过程中，在不同应变路径下的局部失稳极限应变e1和e2(工程应变)或ε1和ε2(真实应变)构 成的曲线或条带区域。当板料变形时的两个主应变落在FLD中的成形极限曲线之上，则板变形时就会破裂；反之，则安全。FLD曲线它全面反映了板料吹塑成形 时在双向拉应力作用下的成形极限，同时也反映了金属的流动规律。超塑成形时，由于影响其变形的因素很多，将应变状态图与FLD曲线比较，即可清楚地看出不 同因素下板料上各点的应变及哪些部位易破裂等情况，在以后成形时，可对危险部位采取措施防止破裂。
二、试验装置
本试验是对工业纯铝板(料厚t=0.4mm)在4种不同温度、加压速度、保温时间下利用4套凹模(圆形、正方形、正三角形和长圆形)进行的正交试验。试验装置如图1所示。
图1
三、吹塑成形极限图的绘制
1、网格圆的制作
目前，绘制FLD曲线大多采用应变分析的网格法。即：在板料上制作许多圆形小网格。当吹塑成形时，圆网格在拉应力作用下变为椭圆形，椭圆形的长、短轴就分别表示了最大应变量和最小应变量。
本试验根据4种不同的模具形状，分别在Φ136mm的板面上制作出了相应的网格圆，网格圆直径为2.5mm(以圆形和正方形为例)(见图2)。
图2
2、圆网格的测量及应变计算
用测量显微镜测量变形后椭圆形的长、短轴尺寸，代入以下公式计算其工程应变
式中do——网格圆初始直径
d1——网格圆畸变后的长轴尺寸
d2——网格圆畸变后的短轴尺寸
3、绘制FLD曲线
将计算出的工程应变描在坐标平面内，即可得到相应工艺参数下的成形极限图(见图3)。
图3
四、结果分析
将制作的FLD曲线与对应的应变状态图比较，可以看出：对于圆形工件来说，危险点在圆顶部位。这是因为在成形过程中，材料受双向拉应力的作用，使得表面积增大而厚度减小，圆顶处ε最大，厚度变薄最严重，一旦此处的拉应力超过了其强度，圆顶处就会破裂。
对于正方形工件来说，危险点在圆角处。这主要在吹塑成形开始时，试样与模具首先在圆角处贴紧，摩擦力最大，材料的流动比较困难，在较大的压边力作用下，此处材料因强度不足而易破裂。
五、结论
本文利用吹塑成形方法，用4套不同的凹模成形铝板，作出各工艺参数下对应的成形极限图，将成形极限图与对应的应变状态图相比较，分析确定出了危险点。分析结果与实验是相吻合的。
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