[發明專利]模擬板帶材電熱場量變化的微控裝置

有效

• 申請號: 202010214899.2
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111389915B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 楊利坡;劉耕良;張海龍;楊佳軒;潘磊;劉云鵬
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B21B3/00
• 分類號: B21B3/00;B21B1/22;B21B37/00;B21B37/74;B21B37/48;B21B45/00;C21D1/04
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產權代理事務所(普通合伙) 11474
• 代理人: 王冬杰

1.一種模擬板帶材電熱場量變化的微控裝置，其特征在于，其包括板形模擬試驗平臺、大電流調節電源、電流調節裝置、熱成像儀、熱電偶、非接觸式全場應變測量儀、大功率電流控制裝置和電塑控制系統；

所述板形模擬試驗平臺包括試驗平臺鋼板、可移動式支撐梁、板帶材試件、導電夾頭、活結螺桿、拉力傳感器和伺服電動缸；

試驗平臺鋼板用于為可移動式支撐梁、板帶材試件、導電夾頭、活結螺桿、拉力傳感器和伺服電動缸提供支撐；所述可移動式支撐梁固定連接在試驗平臺鋼板兩端，為施力承載裝置；所述可移動式支撐梁沿橫向鉆孔，縱向距離無級或多級可調，在試驗平臺鋼板上根據試樣尺寸規格要求進行固定；所述導電夾頭的第一端夾持在板帶材試件橫向的打孔位置，所述拉力傳感器的第一端通過活結螺桿與導電夾頭的第二端連接，拉力傳感器的第二端與伺服電動缸連接；所述伺服電動缸和拉力傳感器可單獨調節或測量，以改變板帶橫向的局部場分布；

所述大電流調節電源為板帶材試件提供電流，所述電流為直流電脈沖；

所述電流調節裝置包括多個大功率電流控制裝置，所述大功率電流控制裝置安裝在所述大電流調節電源和所述導電夾頭之間，實現對流經試樣兩端電流的分別調控；所述電流的參數同步傳送至所述電塑控制系統；

所述大功率電流控制裝置包括伺服電機、絕緣推桿、導電夾頭連接端、大電流銅極滑塊、銅線、絕緣支架和電源連接端；所述銅線纏繞在所述絕緣支架上，并且表面絕緣；所述電源連接端連接到大電流調節電源的正極，所述導電夾頭連接端與所述導電夾頭相連；由電塑控制系統控制的伺服電機推動大電流銅極滑塊改變接入電路部分銅線的長度來改變電阻，逐漸改變電路中的電流的大小；

所述電塑控制系統根據板帶材初始溫度和張應力分布條件，離線設定和在線精調電脈沖參數和各支路電流并獲得與控制目標相近的溫度和張力分布條件；

所述熱成像儀布置在試驗平臺上方，用于測量被測板帶材的溫度場，同時在所述板帶材試件表面鑲嵌熱電偶對所述熱成像儀進行校正；

所述非接觸式全場應變測量儀布置在所述試驗平臺鋼板上方，所述非接觸式全場應變測量儀的鏡頭方向垂直于板帶材試樣上表面，用于進行板帶材試件全場應變測量；

所述熱成像儀、非接觸全場應變測量儀和拉力傳感器實時獲取的電流場、溫度場、應力場數據傳送至所述電塑控制系統。

2.根據權利要求1所述的模擬板帶材電熱場量變化的微控裝置，其特征在于，所述導電夾頭沿板帶材試件的每路間距為26mm。

3.根據權利要求1所述的模擬板帶材電熱場量變化的微控裝置，其特征在于，所述熱電偶依次鑲嵌在所述板帶材試件的中部和邊部。

4.根據權利要求1所述的模擬板帶材電熱場量變化的微控裝置，其特征在于，還包括霍爾電流傳感器；所述霍爾電流傳感器安裝在連接大功率電流控制裝置和導電夾頭的導線上，實時采集各個分路電流反饋至電塑控制系統形成閉環，獲得目標電流場、溫度場及應力場。

5.根據權利要求1所述的模擬板帶材電熱場量變化的微控裝置，其特征在于，所述電流調節裝置包括正極電流調節裝置和負極電流調節裝置；所述正極電流調節裝置連接在所述大電流調節電源正極和導電夾頭之間，所述負極電流調節裝置連接在所述大電流調節電源負極和導電夾頭之間。

6.根據權利要求1所述的模擬板帶材電熱場量變化的微控裝置，其特征在于，所述可移動式支撐梁通過肋板螺栓固定在所述試驗平臺鋼板兩端。

7.根據權利要求1所述的模擬板帶材電熱場量變化的微控裝置，其特征在于，所述大電流調節電源提供的電流為直流電脈沖，所述直流電脈沖的峰值電流、脈寬、頻率可在線調控。

8.根據權利要求1所述的模擬板帶材電熱場量變化的微控裝置，其特征在于，傳送至所述電塑控制系統的同步電流參數包括大電流調節電源參數和導電序列；所述導電序列即脈沖電流通過各支路的電流值，所述大電流調節電源參數包括有效電流、頻率和脈寬。