[發(fā)明專利]一種適用于金屬管件單向拉伸試驗的脈沖力加載裝置及方法

有效

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• 申請日: 2019-03-18
• 公開（公告）號: CN109946180B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設計）人: 邱立;鄧奎;高浚杰;常鵬;熊奇;鄧長征;曹成;江進波;陳龍
• 申請（專利權(quán)）人: 三峽大學
• 主分類號: G01N3/38
• 分類號: G01N3/38;G01N3/02
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

一種適用于金屬管件單向拉伸試驗的脈沖力加載裝置及方法，位于待測試金屬管件上端的第一環(huán)型磁軛、位于待測試金屬管件下端的第二環(huán)型磁軛；所述第一、二環(huán)型磁軛的截面呈一帶間隙的矩形框架型，所述環(huán)型磁軛的空腔內(nèi)設有恒定磁場線圈，恒定磁場線圈用于在待測試金屬管件端部產(chǎn)生徑向恒定磁場。所述環(huán)型磁軛的空腔內(nèi)設有脈沖磁場線圈，脈沖磁場線圈用于在待測試金屬管件端部產(chǎn)生感應渦流；脈沖磁場線圈均開有一軸向通槽，通槽的位置與環(huán)型磁軛的間隙對應。本發(fā)明可為待測試金屬管件提供均勻的單向拉伸電磁力；因為不存在夾持點，不存在夾持點應力集中現(xiàn)象；同時通過改變電磁力的脈寬，可實現(xiàn)不同應變率的加載。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬材料測試領(lǐng)域，特別涉及一種適用于金屬管件單向拉伸試驗的脈沖力加載裝置及方法，主要用于金屬板件雙向拉伸試驗。

背景技術(shù)

金屬管件單向拉伸試驗測試結(jié)果，不但可以對產(chǎn)品設計進行優(yōu)化，而且可用于對產(chǎn)品質(zhì)量的檢測。現(xiàn)有金屬管件單向拉伸試驗中，采用機械力加載，存在以下問題：機械夾持施力點存在應力集中，會影響單向拉伸試驗結(jié)果；加載速度慢，屬于準靜態(tài)加載，無法模擬高應變率下的單向拉伸材料屬性。

中國專利“一種大尺寸金屬管件拉伸方法（CN 106424176 A）”公開了一種大尺寸金屬管件拉伸方法，采用輔助槽上的圓形槽體使得金屬管件兩端在敲打和加緊的過程中不易使金屬管件的未開設輔助槽的部分變形。然而采用機械加載不可避免的存在夾持點的應力集中。

中國專利“碳纖維增強樹脂基薄壁復合材料管件拉伸性能測試方法（CN105403457 B）”公開了一種碳纖維增強樹脂基薄壁復合材料管件拉伸性能測試方法，采用膠接連接技術(shù)替代機械連接技術(shù)制備碳纖維增強樹脂基薄壁復合材料管件力學拉伸試驗件，并設計轉(zhuǎn)接夾具將拉伸試驗件裝卡在力學試驗機上，然后對拉伸試驗件進行加載，最后得到破壞載荷和相應的變形值。該發(fā)明解決了現(xiàn)有碳纖維增強樹脂基復合材料管材力學性能測試方法不適用于薄壁復合材料管件的問題，通過采用新型拉伸試驗件制備方法，避免了機械連接導致的金屬接頭破壞管件的問題，為碳纖維薄壁復合材料管件提供了一種新的試驗方法。然而該方法只適用于碳纖維材料，不適用于金屬管件。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種適用于金屬管件單向拉伸試驗的脈沖力加載裝置及方法，可為待測試金屬管件提供均勻的單向拉伸電磁力；因為不存在夾持點，不存在夾持點應力集中現(xiàn)象；同時通過改變電磁力的脈寬，可實現(xiàn)不同應變率的加載。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種適用于金屬管件單向拉伸試驗的脈沖力加載裝置，包括：

位于待測試金屬管件上端的第一環(huán)型磁軛、位于待測試金屬管件下端的第二環(huán)型磁軛；

所述第一、二環(huán)型磁軛的截面呈一帶間隙的矩形框架型，第一環(huán)型磁軛的間隙開設于矩形框架型下邊，第二環(huán)型磁軛的間隙開設于矩形框架型上邊；所述第一、二環(huán)型磁軛用于構(gòu)成恒定磁場磁回路；

所述第一環(huán)型磁軛的空腔內(nèi)設有第一恒定磁場線圈，所述第二環(huán)型磁軛的空腔內(nèi)設有第二恒定磁場線圈；所述第一、二恒定磁場線圈用于在待測試金屬管件端部產(chǎn)生徑向恒定磁場；第一恒定磁場線圈、第二恒定磁場線圈分別連接第一直流電源、第二直流電源；

所述第一環(huán)型磁軛的空腔內(nèi)設有第一脈沖磁場線圈，所述第二環(huán)型磁軛的空腔內(nèi)設有第二脈沖磁場線圈；所述第一、二脈沖磁場線圈用于在待測試金屬管件端部產(chǎn)生感應渦流；所述第一、二脈沖磁場線圈均開有一軸向通槽，通槽的位置與環(huán)型磁軛的間隙對應；第一脈沖磁場線圈、第二脈沖磁場線圈分別連接第一脈沖電源、第二脈沖電源。

所述間隙的寬度較待測試金屬管件的壁厚大0.2-0.5mm。

所述第一、二環(huán)型磁軛由厚度為0.2mm的絕緣硅鋼片疊制而成。

所述第一恒定磁場線圈靠近第一環(huán)型磁軛內(nèi)部上部區(qū)域，第二恒定磁場線圈靠近第二環(huán)型磁軛的空腔內(nèi)部下部區(qū)域。