[发明专利]一种适用于金属管件单向拉伸试验的脉冲力加载装置及方法

说明书

一种适用于金属管件单向拉伸试验的脉冲力加载装置及方法，位于待测试金属管件上端的第一环型磁轭、位于待测试金属管件下端的第二环型磁轭；所述第一、二环型磁轭的截面呈一带间隙的矩形框架型，所述环型磁轭的空腔内设有恒定磁场线圈，恒定磁场线圈用于在待测试金属管件端部产生径向恒定磁场。所述环型磁轭的空腔内设有脉冲磁场线圈，脉冲磁场线圈用于在待测试金属管件端部产生感应涡流；脉冲磁场线圈均开有一轴向通槽，通槽的位置与环型磁轭的间隙对应。本发明可为待测试金属管件提供均匀的单向拉伸电磁力；因为不存在夹持点，不存在夹持点应力集中现象；同时通过改变电磁力的脉宽，可实现不同应变率的加载。

技术领域

本发明属于金属材料测试领域，特别涉及一种适用于金属管件单向拉伸试验的脉冲力加载装置及方法，主要用于金属板件双向拉伸试验。

背景技术

金属管件单向拉伸试验测试结果，不但可以对产品设计进行优化，而且可用于对产品质量的检测。现有金属管件单向拉伸试验中，采用机械力加载，存在以下问题：机械夹持施力点存在应力集中，会影响单向拉伸试验结果；加载速度慢，属于准静态加载，无法模拟高应变率下的单向拉伸材料属性。

中国专利“一种大尺寸金属管件拉伸方法（CN 106424176 A）”公开了一种大尺寸金属管件拉伸方法，采用辅助槽上的圆形槽体使得金属管件两端在敲打和加紧的过程中不易使金属管件的未开设辅助槽的部分变形。然而采用机械加载不可避免的存在夹持点的应力集中。

中国专利“碳纤维增强树脂基薄壁复合材料管件拉伸性能测试方法（CN105403457 B）”公开了一种碳纤维增强树脂基薄壁复合材料管件拉伸性能测试方法，采用胶接连接技术替代机械连接技术制备碳纤维增强树脂基薄壁复合材料管件力学拉伸试验件，并设计转接夹具将拉伸试验件装卡在力学试验机上，然后对拉伸试验件进行加载，最后得到破坏载荷和相应的变形值。该发明解决了现有碳纤维增强树脂基复合材料管材力学性能测试方法不适用于薄壁复合材料管件的问题，通过采用新型拉伸试验件制备方法，避免了机械连接导致的金属接头破坏管件的问题，为碳纤维薄壁复合材料管件提供了一种新的试验方法。然而该方法只适用于碳纤维材料，不适用于金属管件。

发明内容

本发明提供一种适用于金属管件单向拉伸试验的脉冲力加载装置及方法，可为待测试金属管件提供均匀的单向拉伸电磁力；因为不存在夹持点，不存在夹持点应力集中现象；同时通过改变电磁力的脉宽，可实现不同应变率的加载。

本发明采取的技术方案为：

一种适用于金属管件单向拉伸试验的脉冲力加载装置，包括：

位于待测试金属管件上端的第一环型磁轭、位于待测试金属管件下端的第二环型磁轭；

所述第一、二环型磁轭的截面呈一带间隙的矩形框架型，第一环型磁轭的间隙开设于矩形框架型下边，第二环型磁轭的间隙开设于矩形框架型上边；所述第一、二环型磁轭用于构成恒定磁场磁回路；

所述第一环型磁轭的空腔内设有第一恒定磁场线圈，所述第二环型磁轭的空腔内设有第二恒定磁场线圈；所述第一、二恒定磁场线圈用于在待测试金属管件端部产生径向恒定磁场；第一恒定磁场线圈、第二恒定磁场线圈分别连接第一直流电源、第二直流电源；

所述第一环型磁轭的空腔内设有第一脉冲磁场线圈，所述第二环型磁轭的空腔内设有第二脉冲磁场线圈；所述第一、二脉冲磁场线圈用于在待测试金属管件端部产生感应涡流；所述第一、二脉冲磁场线圈均开有一轴向通槽，通槽的位置与环型磁轭的间隙对应；第一脉冲磁场线圈、第二脉冲磁场线圈分别连接第一脉冲电源、第二脉冲电源。

所述间隙的宽度较待测试金属管件的壁厚大0.2-0.5mm。

所述第一、二环型磁轭由厚度为0.2mm的绝缘硅钢片叠制而成。

所述第一恒定磁场线圈靠近第一环型磁轭内部上部区域，第二恒定磁场线圈靠近第二环型磁轭的空腔内部下部区域。