[实用新型]超塑性光电测量自由胀形防氧化程序控制精确加载实验装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种超塑性胀形实验装置，特别适用于高温防氧化超塑性自由胀形程序控制精确加载实验装置，而且是超塑性充模胀形成形的重要基础。 

背景技术：

超塑性胀形技术在航空、航天、汽车和精密仪表领域占有重要的地位，而且有良好的发展前景。超塑性自由胀形，边界固定、无摩擦影响，其胀形变形规律是超塑性充模胀形的基础。而且自由胀形的实验装置必须能测量自由胀形件极点高度随时间或压力的变化规律，这是制定不同超塑性板材充模胀形工艺方案的力学基础。由于超塑性胀形是处于双拉应力状态，超塑性变形又具有很强的结构敏感性，根据一维拉伸所得的变形规律，不能直接推广到二维胀形变形，即使已知材料的成分和微观结构，也无法从理论上求出二维胀形的变形规律。因此，必须针对具体超塑性板材的组成和微观结构，并在既定温度、应力状态下的加载路径进行实验测定，求得在一定压力下自由胀形件极点高度随时间和压力的变化规律，才便于制定超塑性充模胀形工艺方案。由于金属超塑性在最佳超塑温度下的变形抗力很小，对温度的敏感性很强，在初期超塑性自由胀形的实验装置都是通过与自由胀形件极点相接触的顶杆位移变化获得的，而顶杆是设在高温筒形压边模之外的位移传感器中，由于金属超塑性在高温下的变形抗力很小，极点处又是变薄最严重的区域，这便因胀形件无力顶起顶杆使实验测试失败，而且与极点接触的顶杆又造成胀形件的温度不均匀，这又是难以消除的。自本发明人的“保护气体超塑性胀形可控温度压力的光电记录试验装置”（200410010939.2）发明专利公告之后，提出了借助光电转换测量自由胀形极点高度随时间或压力变化的基本思想。虽然解决了接触测量法测量超塑性自由胀形的一些疑难问题，由于是手动实验控制，所得结果相当粗糙，已不能满足当今对超塑胀形的要求。采用步进电机或比例控制阀等调节气体流量，按设定压力自动控制记录对应的胀形件极点高度变化，设计程序精确控制的加载装置及方法。以求针对不同超塑性板材，在不同温度和不同加载路径下，从实验测量求得自由胀形的变形规律，为超塑性充模胀形提供定量依据，已成为超塑性成形必须解决的问题。 

发明内容：

本实用新型所要解决的技术问题是：设计一种在超塑性温度下，对不同板材的超塑性自 由胀形实验装置。实现双拉应力状态的恒压、压力跃变及附加背压的双拉对向差压胀形的多种加载路径，且具有防高温氧化、光电转换测量、调压精度高、响应快、实验结构安全等特征的超塑性自由胀形程序控制精确加载实验装置。 

本实用新型的上述目的是这样实现的，结合附图说明如下。 

一种超塑性光电测量自由胀形防氧化程序控制精确加载实验装置，所述实验装置主要由Ⅰ和Ⅱ两路防氧化加热/加载系统、极点高度光电测量系统和冷却系统组成。两路防氧化加热/加载系统中Ⅰ路为正压加载系统，Ⅱ路为背压加载系统，均由纯净高压氩气源、压力与温度测控的加热和加载气路、以及控制单元组成，两路加热/加载系统配合作用即能完成试样无氧化加热，又可实现恒压、压力跃变和附加背压对向差压等加载方式。极点高度光电测量系统由光源、光电传感器及其处理电路组成，实现对胀形件极点高度的非接触测量。冷却系统对需要冷却的部分实施循环水冷。