[發(fā)明專利]管材成形極限圖右側區(qū)域曲線的實驗裝置及構建方法

有效

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• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN113624602B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發(fā)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

本發(fā)明提供一種管材成形極限圖右側區(qū)域曲線的實驗裝置及構建方法，其中實驗裝置，包括對測試管材的長度兩端分別形成定位的第一定位模具、第二定位模具，第一定位模具與第二定位模具間隔設置，還包括應變路徑限定筒組，應變路徑限定筒組包括多個具有不同尺寸的橢圓孔的橢圓孔路徑限定筒，多個橢圓孔路徑限定筒中的任一個可以被替換地套裝于處于第一定位模具與第二定位模具之間的測試管材的外周壁上。根據本發(fā)明，實現(xiàn)了測試管材在大范圍的雙拉應變狀態(tài)下的成形極限測量，并能夠保證其加載路徑的線性，還可以通過改變橢圓孔路徑限定筒的位置控制雙拉應變狀態(tài)下測試管材的破裂位置，針對性地對局部缺陷區(qū)域如焊縫等進行變形能力分析。

技術領域

本發(fā)明屬于金屬管材成形性能評測技術領域，具體涉及一種管材成形極限圖右側區(qū)域曲線的實驗裝置及構建方法。

背景技術

管材液壓成形技術是一種先進的管類零件整體成形技術，其產品可應用到航空航天、核能工程以及汽車工程等領域，為輕量化和制造升級做出重要貢獻。管材的液壓成形過程大致如下：首先將管坯放入模具，并對模具施加一定的合模力以保持其內部型腔固定，使管坯內部充滿液體后通過合理控制內壓與軸向補料量，成形出所需復雜形狀的零件。該技術成形出的零件具有焊縫少、零件數(shù)量少、精度高等優(yōu)點，但隨著工藝升級的需求，零件的形狀越來越復雜，精確的管材成形極限圖對于零件設計和工藝開發(fā)越來越重要。

不同于板材，由于管材形狀的制約難以獲得完整應變比β范圍內的成形極限試驗結果，實現(xiàn)理想的線性加載路徑則更加困難。目前的成形極限構建方法和裝置主要存在的問題在于實驗獲得的成形極限圖的應變比β范圍不夠完整，尤其是所得到的成形極限圖不是理想線性路徑下的成形極限數(shù)據。應變路徑對成形極限的影響不容忽視，因此現(xiàn)有管材成形極限構建方法所得到的結果對實際管材成形工藝分析的指導存在局限性。

發(fā)明內容

因此，本發(fā)明提供一種管材成形極限圖右側區(qū)域曲線的實驗裝置及構建方法，通過一系列具有不同橢圓孔尺寸橢圓孔的橢圓孔路徑限定筒，實現(xiàn)測試管材在大范圍的雙拉應變狀態(tài)下的成形極限測量，并能夠保證其加載路徑的線性，還可以通過改變橢圓孔路徑限定筒的位置控制雙拉應變狀態(tài)下測試管材的破裂位置，針對性地對局部缺陷區(qū)域如焊縫等進行變形能力分析。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種管材成形極限圖右側區(qū)域曲線的實驗裝置，包括對測試管材的長度兩端分別形成定位的第一定位模具、第二定位模具，所述第一定位模具與所述第二定位模具間隔設置，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的橢圓孔路徑限定筒，所述多個所述橢圓孔路徑限定筒中的任一個可以被替換地套裝于處于所述第一定位模具與第二定位模具之間的所述測試管材的外周壁上。

優(yōu)選地，多個所述橢圓孔路徑限定筒上分別具有的橢圓孔的長軸相等、短軸各不相等。

優(yōu)選地，所述應變路徑限定筒組還包括一個具有圓孔的圓孔路徑限定筒，所述等圓孔路徑限定筒被替換地套裝于處于所述第一定位模具與第二定位模具之間的所述測試管材的外周壁上；和/或，多個所述橢圓孔路徑限定筒上分別具有的橢圓孔的長軸與短軸之間的比值處于1:1～5:1之間。

優(yōu)選地，所述橢圓孔靠近所述測試管材的開口具有倒角或者倒圓。

優(yōu)選地，多個所述橢圓孔分別具有的短軸與所述圓孔的半徑依次成遞增的等差數(shù)列；和/或，所述長軸處于所述測試管材的環(huán)向上，所述短軸處于所述測試管材的軸向上。

優(yōu)選地，所述橢圓孔路徑限定筒包括相互扣合為整圓的第一無孔部、第一有孔部，所述等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，用于固定所述第一定位模具及第二定位模具的間距。

優(yōu)選地，所述實驗裝置還包括限定筒支撐件，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。