孟宪举，汤秀佳，张 莹，原政军

（山东建筑大学 机电工程学院，山东 济南250101）

1950 年由Clark 和Wood 首次提出应变率敏感材料在高应变率下可增进成形极限能力[1]，从而提升了设计自由度，有利于加工出更加复杂的零件形状[2]。为系统科学的分析高应变率成形极限提高的原因，更好服务于生产，必然需要研究材料的本构关系。当应变率在1000～10000s-1之间时，可以通过霍普金森拉杆实验测量材料力学曲线；当应变率在1～1000s-1之间时，静态和动态变形均同时发生，霍普金森杆实验不再适用，很多研究者利用液压、气动和电磁等加载方式测试材料成形极限能力，以指导实际生产[3-6]。

准静态下可通过标准化的埃里克森杯突实验测量材料在双轴拉伸下的成形极限能力，而高应变率下的杯突实验目前还没有标准化，存在很多问题需要解决。大量实验结果表明单轴状态和低速杯突下的成形极限曲线很难去评价高应变率下的成形性能[6-8]。通过数值仿真模拟高应变率成形过程，可提高分析效率，方便冲压设计，但仿真模型所需要的材料的应变率、应变路径等反映材料性能的参数还需进一步验证。

本文对已有的几种典型的液压、气动和电磁高速杯突实验设备进行了介绍，并对测试的成形极限曲线进行了比较分析；然后对高速杯突仿真模型及仿真结果进行了介绍和分析；最后对高应变率成形极限图测试研究进行了展望。

1 高速杯突实验设备

1.1 液压高速杯突成形

Kim 设计了高速冲击装置，如图1 所示。……