[實用新型]沖壓模具動態應力應變測量裝置

無效

• 申請號: 200720076200.0
• 申請日: 2007-11-15
• 公開（公告）號: CN201096560Y
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發明（設計）人: 陳軍;張貴寶;舒世湘;陳亮
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01L1/22
• 分類號: G01L1/22;G01B7/16
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本實用新型涉及一種測量技術領域的裝置，具體是一種沖壓模具動態應力應變測量裝置。

背景技術

汽車輕量化的要求使汽車用鋼板的強度等級越來越高，先進高強度鋼和超高強度鋼越來越多地應用于車身制造。超輕鋼車體項目為了減輕車體重量和提高車體結構性能，先進高強度鋼和超高強度鋼用量超過90％。相比于傳統低碳鋼，高強度鋼板沖壓所需的成形載荷提高1～2倍，高強度鋼沖壓模具的失效問題變得突出。為了校核高強度鋼沖壓模具的強度、剛度，預測沖壓模具壽命以及優化沖壓模具結構，需要一種動態測量沖壓模具在成形過程中的應力應變的裝置。

經對現有技術文獻的檢索發現，L.Shulkin等在《Journal?of?MaterialsProcessing?Technology》(材料成形技術學報)1996年59期34～40頁上的一文“Elastic?deflections?of?the?blank?holder?in?deep?drawing?of?sheet?metal”(板料深拉深成形中壓邊圈的彈性變形)中提到用壓力膠片(原文表述為pressure?film)測量沖壓模具壓邊圈上受到的分布力，但是用此方法測量時要求板料和模具無相對滑動，實際沖壓過程中坯料變形，坯料在模具表面滑動，所以無法使用該方法測量沖壓過程中沖壓模具的動態應力、應變。

實用新型內容

本實用新型針對上述現有技術中的問題，提供了一種沖壓模具動態應力應變測量裝置，使其能夠通過應變花采集模具在動態沖壓過程中的應力應變，并在工業計算機屏幕上實時顯示沖壓模具上的應力應變，同時應變片粘貼方便，測量精度較高。

本實用新型是通過以下技術方案實現的，本實用新型包括：應變花、電阻式應變片、電橋盒、動態應變儀、位移傳感器、工業計算機、平板，其中：應變花粘貼在被測量沖壓模具的待測量部位，電阻式應變片粘貼在平板上，平板位于被測量沖壓模具附近。應變花包括三軸應變片，應變花的每一軸應變片與一個電阻式應變片一一對應連接，且以單橋方式連接到一個電橋盒，一個電橋盒與動態應變儀的一個應變測量通道相連，動態應變儀和位移傳感器分別與工業計算機內的數據采集卡相連，位移傳感器的探針部分固定在被測量沖壓模具的凸模上，位移傳感器的固定端固定在被測量沖壓模具的凹模上。

所述平板與被測量沖壓模具材料相同且不受外力作用。

所述的電阻式應變片與應變花每一軸應變片規格相同，負責對應變花進行溫度補償。

所述位移傳感器，負責探測沖壓過程中凸模的行程。

所述動態應變儀，具有模擬量輸出端子，模擬量輸出端子與數據采集卡的模擬量輸入通道相連，動態應變儀將測得的應變轉換成電壓信號輸出，將此電壓信號接入數據采集卡的模擬量電壓輸入通道。

所述工業計算機控制其內部的數據采集卡，按照預定程序工作，實現沖壓模具沖壓過程動態應力應變的測量、存儲和顯示。

根據沖壓模具上待測量點的個數可選擇應變花的個數、電橋盒的個數、動態應變儀獨立通道數以及工業計算機上數據采集卡模擬量采集通道數。

本實用新型工作時，沖壓模具受力復雜，通常處于復雜應力應變狀態下，將應變花牢固粘貼在沖壓模具待測量部位上，應變花的三個軸應變片可以測量待測量部位三個不同方向的應變值，根據廣義虎克定律求得該測量部位的應力應變狀態，配合位移傳感器測得的凸模行程，可以將沖壓過程中模具上的應力應變與沖壓深度聯系起來，應變花的每一軸應變片和一個電阻式應變片以單橋方式連接到一個電橋盒，構成一個應變測量電路，電阻式應變片粘貼在位于被測量沖壓模具附近，與被測量沖壓模具材料相同、不受外力作用的一塊平板上，起到溫度補償作用，一個電橋盒連接到動態應變儀的一個應變測量通道，動態應變儀為應變測量電路供電，并測量應變測量電路電壓變化，應變測量電路電壓變化與沖壓模具被測量部位應變有確定關系，利用此關系，可以獲得沖壓模具被測量部位一個方向的應變，并轉換為動態應變儀輸出通道的模擬量電壓信號，將此模擬量電壓信號接入工業計算機內的數據采集卡的輸入通道，工業計算機控制其內部的數據采集卡，按照預定程序工作，實現沖壓模具沖壓過程動態應力應變的測量、運算、存儲，并將沖壓模具被測量點的應力應變隨凸模行程變化以圖形化的方式實時顯示在工業計算機的輸出顯示設備上。