[發(fā)明專利]一種局部加熱成形極限試驗方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201310319572.1 | 申請日： | 2013-07-26 |
| 公開（公告）號： | CN103398905A | 公開（公告）日： | 2013-11-20 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 王海波;陳正陽;李強(qiáng);閻昱 | 申請（專利權(quán)）人： | 北方工業(yè)大學(xué) |
| 主分類號： | G01N3/18 | 分類號： | G01N3/18 |
| 代理公司： | 北京慧泉知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11232 | 代理人： | 王順榮;唐愛華 |
| 地址： | 100041 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 局部 加熱 成形 極限 試驗 方法 | ||
1.一種局部加熱成形極限試驗方法，其特征在于：該方法具體步驟如下：
步驟一：十字形試件的裝夾
用雙向拉伸試驗裝置上四組拉伸裝置中的夾緊裝置分別夾緊十字形試件的四端，保證裝夾位置的正確性即試件的兩條垂直中線與四組拉伸裝置中線重合；
雙向拉伸試驗裝置包含分別位于十字形試件的四個方向上的四組相同的拉伸裝置，每組的拉伸行程為0-220mm，每組拉伸裝置通過一套傳動機(jī)構(gòu)將電機(jī)主軸轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為對力傳感器的拉伸，力傳感器的另一端與夾緊裝置相連接，最終實現(xiàn)夾緊裝置的移動，對十字形試件進(jìn)行各種不同加載路徑試驗；
步驟二：雙向拉伸試驗裝置及激光發(fā)射器的相關(guān)參數(shù)設(shè)定
通過計算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)定雙向拉伸試驗裝置的加載方式即兩個方向上的加載比例和激光發(fā)射器的功率、激光掃描路徑及速度參數(shù)；
雙向拉伸試驗裝置的兩個方向上通過計算機(jī)的載荷控制或應(yīng)變控制實現(xiàn)1:1、1:2、1:3多種比例的加載方式；采用局部加熱方式對十字形試件中心的主要變形區(qū)進(jìn)行加熱，溫度和加熱區(qū)面積大小根據(jù)需要進(jìn)行控制，調(diào)整激光功率1-1000W，掃描速度1-50mm/s，使試件表面溫度快速達(dá)到200-1148℃；進(jìn)行試件中心區(qū)的加熱采用常見的加熱方法，如激光、電磁、紅外，熱電偶，以激光輔助加熱的研究超高強(qiáng)度鋼成形極限的雙拉試驗為例，將可控溫激光加熱裝置的功率調(diào)節(jié)到300W，掃描速度設(shè)定為6.5mm/s,則發(fā)射的激光束使中心區(qū)的照射溫度瞬時達(dá)到700℃以上，超高強(qiáng)度鋼試件中心區(qū)組織中析出奧氏體，提高中心區(qū)的塑性變形能力，并降低該部位的抗拉強(qiáng)度，使斷裂發(fā)生在中心位置；
步驟三：試件的雙向加載拉伸和中心區(qū)的加熱
計算機(jī)控制系統(tǒng)控制雙向拉伸試驗裝置按預(yù)設(shè)加載路徑對十字形試件進(jìn)行雙向拉伸，并同時控制激光發(fā)射器沿指定路徑對中心區(qū)進(jìn)行加熱，使加熱區(qū)域達(dá)到并保持在預(yù)定溫度范圍；
計算機(jī)控制系統(tǒng)控制雙向拉伸試驗裝置對十字形試件進(jìn)行不同比例下的雙向拉伸，并實時的通過力傳感器將拉伸過程中材料的各項參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計整理；可控溫裝置中的紅外測溫儀，通過非接觸方式對十字形試件中心區(qū)溫度進(jìn)行實時測量并反饋給計算機(jī)控制系統(tǒng)，計算機(jī)控制系統(tǒng)控制激光發(fā)射器按指定的掃描路徑和速度進(jìn)行掃描加熱；接收紅外測溫儀測量的試件中心區(qū)域的溫度參數(shù)，然后控制激光發(fā)射器進(jìn)行加熱，使加熱區(qū)域保持在預(yù)定溫度范圍；試驗過程中對于加熱狀態(tài)下容易發(fā)生氧化的材料，在試驗過程中通入保護(hù)氣體；
步驟四：試驗數(shù)據(jù)的測量采集
試驗過程中通過雙向拉伸試驗裝置上的力傳感器將拉伸過程中材料的各項參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計整理，可控溫裝置中的紅外測溫儀進(jìn)行試件中心區(qū)溫度的測量；試驗后采用常用的網(wǎng)格法或光學(xué)非接觸應(yīng)變測量儀器進(jìn)行所關(guān)心的主要變形區(qū)的應(yīng)變測量，試驗過程中采用光學(xué)非接觸應(yīng)變測量儀器對變形過程中的應(yīng)變進(jìn)行實時測量；
步驟五：試驗后處理及成形極限分析
運(yùn)用步驟四中得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行塑形理論研究和進(jìn)行有限元分析，得到板料在各種非比例加載路徑下的熱成形極限。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種局部加熱成形極限試驗方法，其特征在于：它采用球面脹形法、Marciniak平面法及十字形試件的雙向拉伸試驗法實現(xiàn)。
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