[發明專利]一種超低溫下板材成形性能的測試裝置及測試方法

有效

• 申請號: 201811267371.0
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109238840B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 劉偉;苑世劍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01N3/04
• 分類號: G01N3/04;G01N3/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

1.一種超低溫下板材成形性能的測試裝置，包括超低溫冷卻系統（1）、變形測試系統（2）、保溫箱（4）、冷卻劑回收裝置(5) 和排氣裝置（6）；

所述的變形測試系統（2）設置在保溫箱（4）內；超低溫冷卻系統（1）、冷卻劑回收裝置(5) 和排氣裝置（6）設置在保溫箱（4）外；

所述的保溫箱（4）上設置有透明觀測視窗（4-1）、兩個排氣孔（4-2）、進液孔和排液孔（4-3）；排氣裝置（6）通過一個排氣孔（4-2）與保溫箱的箱體內相通，通過另外一個排氣孔（4-2）與變形測試系統（2）相通；冷卻劑回收裝置(5)通過排液孔（4-3）與保溫箱排液管路相通；超低溫冷卻系統（1）通過進液孔與變形測試系統（2）相通；

其特征在于：它還包括在線采集系統（3）和計算機控制系統（7），所述的超低溫冷卻系統（1）包括冷卻劑填充裝置（1-1）和電磁流量閥（1-2）；所述的冷卻劑充填裝置（1-1）通過保溫箱上的進液孔與變形測試系統（2）相通；電磁流量閥（1-2）安裝在冷卻劑充填裝置（1-1）與變形測試系統（2）之間的輸送管路上；

所述的變形測試系統（2）包括上夾具（2-1）、下夾具（2-2）、壓力機和板材成形裝置；

所述的上夾具（2-1）與下夾具（2-2）均為中空的圓筒，上夾具（2-1）和下夾具（2-2）上下同軸設置，金屬板材（8）置于上夾具（2-1）的下筒口和下夾具（2-2）的上筒口之間；所述的上夾具（2-1）和下夾具（2-2）的筒體內部均設有環形空腔；冷卻劑填充裝置（1-1）分別與上夾具環形空腔(2-1-2)和下夾具環形空腔(2-2-2)相通；所述的上夾具環形空腔(2-1-2)與筒體內壁之間周向開有多個冷卻劑噴射口（2-5），對板材保冷直至達到所需測試溫度；在上夾具（2-1）的筒體內部開設有氣體排出口（2-4），所述的氣體排出口（2-4）處于上夾具環形空腔(2-1-2)的上部，并與上夾具筒內相通；所述的氣體排出口（2-4）通過保溫箱上的另外一個排氣孔（4-2）與排氣裝置（6）相通；

所述的保溫箱（4）安裝在壓力機的工作臺面上；壓力機的合模油缸抵在上夾具（2-1）上筒口的筒體端面處；所述的板材成形裝置設置在金屬板材（8）的下面；

板材成形裝置包括連桿（2-3）和凸模（2-8）；所述的連桿（2-3）連接在凸模（2-8）的底端，壓力機的頂出油缸與連桿固定連接；所述凸模（2-8）從下夾具（2-2）的下筒口伸入到下夾具（2-2）的筒體內部，并沿著下夾具（2-2）筒體內壁軸向滑動，直至連接有連桿的凸模（2-8）處于金屬板材（8）的下面；

所述的凸模（2-8）為平底凸模、球頭凸摸或者彎曲凸模；

所述的在線采集系統（3）和計算機控制系統（7）安裝在保溫箱（4）外；透明觀測視窗（4-1）處于在線采集系統（3）和變形測試系統（2）之間的保溫箱（4）的箱壁上；

所述的超低溫冷卻系統（1）還包括溫度控制器（1-3）；

所述的在線采集系統（3）包括光學測量頭（3-1）、熱電偶（3-2）和載荷傳感器；所述的光學測量頭（3-1）處于透明觀測視窗（4-1）的正上方；所述的熱電偶（3-2）和載荷傳感器分別安裝在凸模中心處和上、下壓邊圈的環形邊緣處；

在線采集系統（3）將光學測量頭（3-1）和載荷傳感器采集的信息傳遞到計算機控制系統（7），熱電偶（3-2）將采集的信號輸送給溫度控制器，溫度控制器再通過計算機控制系統來控制電磁流量閥（1-2），從而控制冷卻劑填充裝置（1-1）的輸出量；

所述的變形測試系統（2）還包括上壓邊圈（2-6）和下壓邊圈（2-7）；所述的上壓邊圈（2-6）和下壓邊圈（2-7）均為圓形環體并且與上夾具和下夾具同軸設置；所述的上壓邊圈（2-6）處于上夾具（2-1）的下面，所述的下壓邊圈（2-7）處于下夾具（2-2）的上面，金屬板材（8）放置在上壓邊圈（2-6）和下壓邊圈（2-7）之間，并與上壓邊圈（2-6）和下壓邊圈（2-7）同軸；

所述的上壓邊圈（2-6）的下表面帶有凸起部（2-6-1），下壓邊圈（2-7）的上表面帶有凹槽（2-7-1），所述的凸起部（2-6-1）與凹槽（2-7-1）上下相對設置，并且凸起部（2-6-1）與凹槽（2-7-1）相吻合。