[发明专利]一种金属板材电磁温热驱动成形极限试验装置及成形极限图建立方法

权利要求书

1.一种金属板材电磁温热驱动成形极限试验装置，所述装置包括垫圈(4)、凹模(6)、升降平台和放电单元，在凹模(6)的中部设置有第二通孔，第二通孔的两个开口端分别位于凹模(6)的上表面和下表面上，凹模(6)设置在垫圈(4)的上表面上，升降平台包括底座(9)和位于底座中央的升降部(10)，升降部(10)位于第一通孔中，其特征在于，所述装置还包括上固定板(1)、下固定板(2)、多个第一支撑体(3)、加热套圈(5)、多个第二支撑体(7)和多个压缩弹簧(8)；

上固定板(1)与下固定板(2)相对设置，多个第一支撑体(3)均竖直设置在上固定板(1)与下固定板(2)之间，多个第一支撑体(3)的两端均分别与上固定板(1)和下固定板(2)固连，多个第一支撑体(3)沿着下固定板(2)的外缘均匀分布；

在下固定板(2)的中部设置有第一通孔，第一通孔的两个开口端分别位于下固定板(2)的上表面和下表面上，垫圈(4)固定设置在下固定板(2)的上表面上，加热套圈(5)套在垫圈(4)的外环面上；

所述凹模(6)在多个压缩弹簧(8)的共同作用下与垫圈(4)贴合；

第一通孔、垫圈(4)的空心部和第二通孔相对并形成通腔；

多个第二支撑体(7)均竖直设置在上固定板(1)与凹模(6)之间，多个第二支撑体(7)的两端均分别与上固定板(1)和凹模(6)固连，多个第二支撑体(7)沿着凹模(6)的外缘均匀分布，多个压缩弹簧(8)分别套在多个第二支撑体(7)上；

下固定板(2)设置在底座(9)上，在升降部(10)的上表面上水平设置有单匝线圈(11)，在单匝线圈(11)的上端面上设置有驱动板(12)，在驱动板(12)上设置有绝缘布(13)；

所述金属板材包括第一板材至第N板材，第一板材至第N板材的材质、形状和大小均相同，在第二板材至第N板材的表面上均设置有两个通孔，位于同一板材上的两个通孔相同，该板材的中心点为该两个通孔的中心连接线的中点，第二板材至第N板材上的通孔按照由小到大的顺序依次设置，N为正整数且大于等于4；

在进行电磁温热驱动成形极限试验时，第一板材至第N板材中的任意一个板材设置在垫圈(4)与凹模(6)之间，其中部与驱动板(12)相对；

放电单元包括交流电源(14)、电容(15)、第一开关(16)和第二开关(17)，交流电源(14)的正极同时与电容(15)的一端和单匝线圈(11)的一个引线端相连，交流电源(14)的负极与第一开关(16)的一端相连，第一开关(16)的另一端同时与电容(15)的另一端和第二开关(17)的一端相连，第二开关(17)的另一端与单匝线圈(11)的另一个引线端相连。

2.如权利要求1所述的金属板材电磁温热驱动成形极限试验装置，其特征在于，在垫圈(4)的内环面上设置有隔热圈(18)。

3.如权利要求1所述的金属板材电磁温热驱动成形极限试验装置，其特征在于，在垫圈(4)的上表面和凹模(6)的下表面上均设置有拉延筋(19)。

4.如权利要求1所述的金属板材电磁温热驱动成形极限试验装置，其特征在于，在垫圈(4)的上表面设置有至少一个定位盲孔(20)，在凹模(6)的下表面上设置有至少一个定位柱(21)，定位盲孔(20)与定位柱(21)的数量相等，且相互匹配。

5.如权利要求1所述的金属板材电磁温热驱动成形极限试验装置，其特征在于，第一支撑体(3)的两端分别与上固定板(1)和下固定板(2)螺纹连接；

第二支撑体(7)的两端分别与上固定板(1)和凹模(6)螺纹连接。

6.如权利要求1所述的金属板材电磁温热驱动成形极限试验装置，其特征在于，单匝线圈(11)的一个引线端和另一个引线端均通过高温导线分别与电容(15)的一端和第二开关(17)的另一端相连；

在垫圈(4)上还设置有通槽(22)，用于高温导线的走线。

7.如权利要求1所述的金属板材电磁温热驱动成形极限试验装置，其特征在于，驱动板(12)的材质为铜或铝。

8.基于权利要求1所述装置的金属板材成形极限图建立方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤一、采用电腐蚀打标机同时在第一板材至第N板材的上表面上蚀刻网格，并分别对蚀刻后的第一板材至第N板材实施下述步骤二至步骤五；

步骤二、调整压缩弹簧(8)并将板材紧密地设置在垫圈(4)与凹模(6)之间；

步骤三、采用加热套圈(5)将板材加热到T1℃，24＜T1≤300；

步骤四、启动升降部(10)，使单匝线圈(11)进入垫圈(4)内；

步骤五、将第一开关(16)闭合，第二开关(17)断开，当电容(15)充电完成后，将第一开关(16)断开，第二开关(17)闭合，当板材发生极限应变后，取下板材；

步骤六、分别采集极限应变后的第一板材至第N板材的应变数据，采用应变分析软件对采集到的应变数据进行处理，并生成成形极限图。