[發明專利]管材成形極限圖右側區域曲線的實驗裝置及構建方法

有效

• 申請號: 202110865793.3
• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN113624602B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 徐勇;陳維晉;張士宏;宋鴻武;解文龍;夏亮亮
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/02
• 代理公司: 北京煦潤律師事務所 11522
• 代理人: 梁永芳

1.一種管材成形極限圖右側區域曲線的實驗裝置，其特征在于，包括對測試管材（100）的長度兩端分別形成定位的第一定位模具（1）、第二定位模具（2），所述第一定位模具（1）與所述第二定位模具（2）間隔設置，還包括應變路徑限定筒組，所述應變路徑限定筒組包括多個具有不同尺寸的橢圓孔（41）的橢圓孔路徑限定筒（31），所述多個所述橢圓孔路徑限定筒（31）中的任一個可以被替換地套裝于處于所述第一定位模具（1）與第二定位模具（2）之間的所述測試管材（100）的外周壁上；多個所述橢圓孔路徑限定筒（31）上分別具有的橢圓孔（41）的長軸相等、短軸各不相等；所述長軸處于所述測試管材（100）的環向上，所述短軸處于所述測試管材（100）的軸向上；多個所述橢圓孔路徑限定筒（31）上分別具有的橢圓孔（41）的長軸與短軸之間的比值處于3:1～5:1之間，以能夠保證涵蓋等雙拉應變狀態；多個所述橢圓孔（41）分別具有的短軸與所述圓孔（42）的半徑依次成遞增的等差數列。

2.根據權利要求1所述的實驗裝置，其特征在于，所述應變路徑限定筒組還包括一個具有圓孔（42）的圓孔路徑限定筒，所述圓孔路徑限定筒被替換地套裝于處于所述第一定位模具（1）與第二定位模具（2）之間的所述測試管材（100）的外周壁上。

3.根據權利要求2所述的實驗裝置，其特征在于，所述橢圓孔（41）的長軸與所述圓孔（42）的直徑相等；和/或，所述橢圓孔（41）靠近所述測試管材（100）的開口具有倒角或者倒圓，所述圓孔（42）靠近所述測試管材（100）的開口具有倒角或者倒圓。

4.根據權利要求2所述的實驗裝置，其特征在于，所述橢圓孔路徑限定筒（31）包括相互扣合為整圓的第一無孔部、第一有孔部，所述圓孔路徑限定筒包括相互扣合為整圓的第二無孔部、第二有孔部；和/或，還包括模具定位結構（7），用于固定所述第一定位模具（1）及第二定位模具（2）的間距。

5.根據權利要求2所述的實驗裝置，其特征在于，還包括限定筒支撐件（8），支撐于所述應變路徑限定筒組的底部；和/或，所述第一定位模具（1）包括第一上半模、第一下半模，所述第一上半模與所述第一下半模通過第一凹凸結構扣合；和/或，所述第二定位模具（2）包括第二上半模、第二下半模，所述第二上半模與所述第二下半模通過第二凹凸結構扣合。

6.根據權利要求2所述的實驗裝置，其特征在于，還包括與所述測試管材（100）的第一端開口對應設置的第一推桿（51），所述第一推桿（51）的末端具有第一密封頭（52），所述第一密封頭（52）能夠伸入所述第一端開口對形成對所述第一端開口的封閉；和/或，還包括與所述測試管材（100）的第二端開口對應設置的第二推桿（61），所述第二推桿（61）的末端具有第二密封頭（62），所述第二密封頭（62）能夠伸入所述第二端開口對形成對所述第二端開口的封閉。

7.根據權利要求6所述的實驗裝置，其特征在于，所述第一密封頭（52）可拆卸地連接于所述第一推桿（51）的末端，所述第二密封頭（62）可拆卸地連接于所述第二推桿（61）的末端；和/或，所述第一密封頭（52）及所述第二密封頭（62）的軸向斷面為等腰梯形。

8.一種管材成形極限圖右側區域曲線的構建方法，其特征在于，采用權利要求2至7中任一項所述的管材成形極限圖右側區域曲線的實驗裝置進行，包括如下步驟：

應變路徑限定步驟，選擇所述應變路徑限定筒組中的圓孔路徑限定筒套裝于所述測試管材（100）上，并調整所述圓孔路徑限定筒具有的圓孔（42）處于所述測試管材（100）的目標測試區域；

定位步驟，將測試管材（100）固定于所述第一定位模具（1）與第二定位模具（2）之間；

加載測試步驟，將所述測試管材（100）的兩端開口密封后向所述測試管材（100）內注入壓力流體直至所述測試管材（100）變形破裂，期間測試并記錄所述目標測試區域的主應變數據及次應變數據；

替換測試步驟，更換測試管材（100），并按照所述橢圓孔路徑限定筒（31）分別具有的橢圓孔（41）的短軸由長到短的順序依次從所述應變路徑限定筒組中選擇橢圓孔路徑限定筒（31）替換之前的圓孔路徑限定筒或者橢圓孔路徑限定筒（31）套裝于更換后的所述測試管材（100）上，并重復所述定位步驟及加載測試步驟；

管材成形極限圖右側區域曲線繪制步驟，確認每個應變路徑下的極限主次應變值，并根據每個應變路徑下的極限主次應變值繪制管材成形極限圖的右側區域曲線。