[发明专利]一种适用于金属薄板双向拉伸试验的脉冲力加载装置及其方法

说明书

一种适用于金属薄板双向拉伸试验的脉冲力加载装置及方法，包括用于在待测试金属试件边缘产生轴向恒定磁场的第一、二恒定磁场线圈；用于在待测试金属试件边缘产生感应涡流的第一、二脉冲磁场线圈；用于构成恒定磁场磁回路的环型磁轭；所述恒定磁场线圈连接直流电源；所述脉冲磁场线圈连接脉冲电源。所述环型磁轭的截面呈一带间隙的矩形框架型，所述间隙开设于环型磁轭的内侧边中间位置。所述恒定磁场线圈、脉冲磁场线圈位于环型磁轭的空腔内部且上、下对称。本发明可为待测试金属试件提供均匀的双向拉伸电磁力，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薄板双向拉伸试验的脉冲力加载装置及其方法，主要用于金属板件双向拉伸试验。

背景技术

目前航空业内开展的材料强度试验通常设计成单向拉伸试验，然而因飞机中大多数的结构件都是双向受力的，采用单向拉伸试验得到的材料性能无法准确的模拟零件的真实受力状态。现有双向拉伸试验中，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，会影响双向拉伸试验结果；加载速度慢，属于准静态加载，无法模拟高应变率下的双向拉伸材料属性；一般仅通过垂直方向和水平方向两个方向加载，试件受力不均匀，导致测量结果很难标定。

中国专利“一种齿轮齿条式双向拉伸试验装置（CN 107941596 A）”公开了一种齿轮齿条式双向拉伸试验装置，包括上模座、下模座和位于所述上模座和所述下模座之间的四个同步拉伸装置。该发明具有使用方便，结构简单、成本低、体积小等优点，能够完成双向拉伸试验要求。但因为采用机械力加载，存在夹持点应力集中现象，且无法实现高应变率的加载。

中国专利“高温合金双向拉伸蠕变试验装置（CN 107727509 A）”公开了一种双向拉伸蠕变试验装置，专利中的两个滑动夹持台是通过各自的齿轮减速器和砝码加载的，因而可以在两个方向上对端部夹持在两个滑动夹持台和两个固定夹持台上并且置于高温室内的十字形试件进行双向拉伸蠕变试验。显然这种机械力加载的施力点只有两个方向的四个点，容易引起应力集中。

中国专利“十字形试样双向拉伸测试装置（CN 108398328 A）”提供了一种十字形试样双向拉伸测试装置，包括上模座、下模座、两对拉伸机构和导向杆组件；每一对拉伸机构包括两滑动限位槽、第一滑块、第二滑块、第一推块组件和第二推块组件；每一对拉伸机构的两滑动限位槽对置于预设中心位置的两侧并固定于下模座上；第一滑块和第二滑块设置于滑动限位槽内；第一滑块和第二滑块分别形成第一斜面；第一推块组件和第二推块组件固定于上模座，第一推块组件和第二推块组件分别形成和对应的第一斜面配合的第二斜面；两对拉伸机构的拉伸方向相互垂直。该发明具有能够提供足够大的载荷、结构稳定和成本低廉的优点。然而仍然存在机械力加载的主要问题，如加载时应力集中，夹持点应力集中，无法实现高应变率等。

发明内容

本发明提供一种适用于金属薄板双向拉伸试验的脉冲力加载装置及其方法，可为待测试金属试件提供均匀的双向拉伸电磁力，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：

一种适用于金属薄板双向拉伸试验的脉冲力加载装置，包括：

用于在待测试金属试件边缘产生轴向恒定磁场的第一恒定磁场线圈、第二恒定磁场线圈；

用于在待测试金属试件边缘产生感应涡流的第一脉冲磁场线圈、第二脉冲磁场线圈；

用于构成恒定磁场磁回路的环型磁轭；

所述恒定磁场线圈连接直流电源，直流电源给所述恒定磁场线圈供电；

所述脉冲磁场线圈连接脉冲电源，脉冲电源给所述脉冲磁场线圈供电；

所述环型磁轭的截面呈一带间隙的矩形框架型，所述间隙开设于环型磁轭的内侧边中间位置；