[发明专利]一种多向加载通用金属板材性能试验机

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属板材成形性试验机，具体来说，是一种多向加载通用金属板材成形性试验机，可实现对金属板材多向或单向加载，并进行各种模拟成形性能试验的装置。

背景技术

近年来，随着能源和环境问题的日益严重，汽车轻量化问题也越来越重要，超高强钢板由于具有很高的强度和刚度以及优良的使用性能，已经成为汽车轻量化的核心。而超高强钢板在冷成形过程中屈服极限高，回弹大且易出现剪切破裂等现象，因此掌握超高强钢板性能特点对于超高强钢板的应用有着重要意义。

不同的金属板材性能试验有着不同的加载方式，对于超高强钢板不同加载方式下的性能试验研究可以完全反应出超高强钢板的变形特点，因此建立一种可以完成多种金属板材性能试验、实现多向加载的金属板材性能试验装置对于研究超高强钢板的性能特点有着重要的意义。目前国内外已有可以实现单向加载的金属板材性能研究的装置，但是对金属板材进行多向加载的性能试验装置还未见报道，且可将多向加载及多种性能试验集为一身的试验装置亦未见报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种可实现多向加载，且集多种性能试验为一体的通用板材成形性试验机，以克服现有设备不能实现多向加载的不足。

本发明多向加载通用金属板材性能试验机，包括主机框架、四套夹钳机构、模座与压边机构。

所述主机框架为由下托板、中托板与上托板构成的三层框架结构；四套夹钳机构分别安装于中托板左部、中托板右部、上托板以及下托板上。四套夹钳机构均包括夹钳、加载缸；通过四套夹钳机构中的夹钳实现金属板材四个方向上的夹持。通过加载缸的活塞杆推动夹钳,实现四套夹钳机构中夹钳轴向上的移动，进而实现对金属板材的加载。上述安装于下托板上的夹钳机构中夹钳与加载缸间采用可拆卸连接方式相连。

所述模座通过模座支撑架安装在上托板下表面；模座中部开有夹钳通口，使上托板上所安装夹钳机构中的夹钳通过加载缸的驱动向下运动过程中由夹钳通口穿过。

所述压边机构包括压边缸与压边板；其中，压边缸周向均布安装在中托板周向上开设的安装孔内。压边缸的压边活塞杆输出端均与环形压边板固定。中托板中部开有夹钳通口，结合环形设计的压边缸，使下托板上所安装夹钳机构中的夹钳通过加载缸的驱动向上运动过程 中由夹钳通口与环形压边板内环穿过。

在进行多向加载时，将金属板材设置于上托板与下托板之间，通过控制四套夹钳机构中的加载缸与夹钳缸，使四套夹钳机构中的夹钳由四个方向夹紧金属板材；随后，通过控制四套夹钳机构中的加载缸，使四套夹钳机构中的夹钳按照指定的速度或载荷运动；在运动过程中金属板材的变形量通过引伸计进行测量，金属板材的变形过程中，加载缸的活塞杆位移和载荷分别通过位移传感器和拉压传感器进行采集。

在进行单向加载时，通过控制上夹钳机构中的加载缸与夹钳缸，使上夹钳上移至水平位置高于模座；然后在模座下表面安装试验所需要的凹模，同时将下夹钳机构中夹钳卸下，在加载缸的活塞杆输出端上安装凸模；随后将金属板材放置在压边板上的压边圈上，通过控制压边缸使压边板上升，将金属板材与凹模压紧固定。通过控制下夹钳机构中的加载缸，使凸模上升，将金属板材压入凹模；整个过程中，加载缸的活塞杆位移和载荷通过位移传感器和拉压传感器进行测量。

本发明的优点在于：

1、本发明多向加载通用金属板材性能试验机，能够在多向或单向加载情况下方便实现金属板材的各种性能试验，单向加载情况下可完成杯突试验、拉深试验、扩孔试验、锥杯试验、凸耳试验、刚模胀形、弯曲试验、整体壁板压弯试验、下陷试验等；多向加载情况下可完成十字形拉伸试验及其他需要侧向加载的金属板材性能试验。

附图说明

图1为本发明多向加载通用金属板材性能试验机结构示意图；

图2为本发明多向加载通用金属板材性能试验机中夹钳机构结构示意图。

图中：

1-主机框架               2-夹钳机构              3-模座

4-压边机构               101-下托板              102-中托板

103-上托板               201-夹钳                202-加载缸

203-拉压传感器           201a-上夹头             201b-下夹头

201c-夹钳外套            201d-夹钳缸             401-压边缸