[发明专利]一种金属板材高温拉伸各向异性r值测试系统及方法

说明书

本发明公开了一种金属板材高温拉伸各向异性r值测试系统及方法，能够精确金属板材高温下的各项异性r值；该系统包括拉伸试验机、设置在拉伸试验机上的试件、用于控制试件温度的温度测控系统以及用于测量试件应变数据的应变测量系统；测量被测试件温度和直流电流最大输出极限值，计算金属试件承受温度的极限值；调整温度控制参数，调节被测试件温度；测量高温单向拉伸试验过程中试件的应变数据；根据得到的试件应变数据，确定试件在不同温度下的各项异性r值。

技术领域

本公开涉及金属板材力学性能表征领域，具体涉及一种在高温条件下的金属板材拉伸各向异性r值测试系统及方法。

背景技术

随着轻量化设计的发展，高温成形已成为铝镁合金及高强钢成形的重要工艺。板材具有各向异性，精确表征板材在不同温度下的各向异性r值对板材热成形数值仿真及板材成形工艺参数优化具有重要的指导意义。

近年来，非接触应变测量方法(DIC技术)广泛应用于金属板材的力学性能测试，DIC技术不仅可获得金属板材的精确应变，还能记录板材变形过程中的应变发展历史，进而精确测量板材单向拉伸的各向异性r值。

发明人在研发过程中发现，现有测量方法存在以下问题：

(1)采用炉内加热法拉伸时，由于炉体封闭、炉内高温空气以及玻璃对光折射等原因，导致DIC技术不能很好的应用，会影响测试精度，无法精确获得板材各向异性r值。

(2)自阻加热法是指在试件中通入电流，利用金属试件的电阻产生焦耳热，从而使试件温度升高。试件进行电流自阻加热时，由于存在热惯性，且在热拉伸过程中随着变形的开始，加热区电阻会发生改变，从而导致试件温度无法稳定在准确的温度值。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本公开提供了一种金属板材高温拉伸各向异性r值测试系统及方法，能够精确金属板材高温下的各项异性r值。

本公开一方面提供的一种金属板材高温拉伸各向异性r值测试系统的技术方案是：

一种金属板材高温拉伸各向异性r值测试系统，该系统包括拉伸试验机、设置在拉伸试验机上的试件、用于控制试件温度的温度测控系统以及用于测量试件应变数据的应变测量系统。

本公开另一方面提供的一种金属板材高温拉伸各向异性r值测试方法的技术方案是：

一种金属板材高温拉伸各向异性r值测试方法，该方法包括以下步骤：

测量被测试件温度和直流电流最大输出极限值，计算金属试件承受温度的极限值；

调整温度控制参数，通过PLC控制实现拉伸试件温度的实时反馈控制；

测量高温单向拉伸试验过程中试件的应变数据；

根据得到的试件应变数据，确定试件在不同温度下的各项异性r值。

通过上述技术方案，本公开的有益效果是：

(1)本公开通过合理设定加热参数，可获得稳定的热拉伸试验温度，加热至预定温度所需时间短，温度控制精确、稳定，且本公开设备简单，易于实现，成本低；

(2)本公开实现了高温条件下金属板材力学性能的在线应变测量，可以精确测得试件热拉伸试验过程的应变发展的历史数据，消除传统热拉伸装置中各夹具之间配合对实验结果的影响，精确获得金属板材在不同温度下的各项异性r值。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本公开的不当限定。

图1是实施例一温度测控系统的结构图；

图2是实施例一应变测量系统的结构图；