[实用新型]一种实现非线性及线性应变路径下薄板成形极限的测试平台

说明书

本实用新型提供了一种实现非线性及线性应变路径下薄板成形极限的测试平台，包括：上端模具固定组件，下端模具固定组件，图像采集装置、模具组件；其中：上端模具固定组件包括模柄(1)，上模座(3)，上连接座(6)，模柄(1)通过螺纹与上模座(3)连接；上模座(3)和上连接座(6)之间通过螺栓(2)连接；下端模具固定组件包括支撑座(17)、下模座(19)、下凸模固定块(24)、下凸模定位座(25)；图像采集装置包括光源(26)和照相机(4)，光源(26)、照相机(4)和设备固定支架固定在上模座(3)上。该测试平台采用类平冲头形式的上凸模和椭球形下凸模对试样进行冲制，能够实现试样表面破裂点复杂应变路径。

技术领域

本实用新型涉及一种测试平台，尤其涉及一种实现非线性及线性应变路径下薄板成形极限的测试平台，该平台能够配合非接触式应变测试系统获取板材表面极限应变。

背景技术

在当今的制造业中，冲压件由于生产效率高、质量稳定、生产方便的原因而获得大量的应用。以汽车为例，现在汽车上冲压件所消耗的钢材占到整车钢材消耗量的60％以上，而且随着新的冲压工艺的应用，未来这个比例可能回进一步提高，由此可见冲压件对于制造业的重要性。用于冲压工艺的材料一般为厚度6mm 以下的金属薄板，金属薄板在模具里面经过拉深、弯曲和胀形几种变形或是几种变形的组合，获得所需形状的冲压件。

然而由于工艺设计的不合理或是金属薄板的成形性较差，板料在冲压的过程中可能会出现起皱或是破裂等缺陷。因此，在实际生产中，为了获得合格的冲压件，了解金属材料的成形性能是很重要的。现在工程中对于金属薄板的成形性能，一般采用传统成形极限曲线(FLC)来表征。试验时通过改变试件的尺寸，可以获得板料在不同线性应变路径下发生破裂或缩颈时失效区域附近的主次应变。将这些失效点处的应变在主次应变轴上绘制，便形成了成形极限图。

然而，在实际生产中发现线性应变路径下的成形极限曲线，对于具有复杂应变路径的局部型面的破裂预测，与试验结果存在偏差。目前板料在非线性应变路径下的成形极限研究主要分为理论和实验研究两个部分。理论部分，专家学者根据应力、应变状态，基于M-K等损伤准则，对不同应变路径下的成形极限进行推导，但理论推导基于多种假设，目前尚没有普遍公认的推导方法，因此理论的研究还不能推广到工程应用当中。试验研究部分，Graf和Hosford等先对板料进行预应变，然后进行胀形实验，揭示了经过不同预应变后成形极限的演化过程，但是预应变之后存在卸载的过程于工程实际不符；此外，专利“复合应变路径成形实验装置”(申请号：201110194526.4)提出了一种复合应变路径成形装置，能够实现板料胀形+拉延的复合变形模式，但是该装置结构较复杂，非线性应变路径范围有限，而且破裂点的位置出现在圆角或侧壁部分，不便于应变系统观测。

因此，需要一种能够实现线性应变路径以及非线性应变路径下板材成形极限的多功能测试平台，要求测试模具结构简单，更换方便。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够实现薄板在线性应变路径和非线性应变路径下成形极限测试的模具，并能够通过非接触应变测试系统获取试样表面全场应变以及破裂位置的极限应变的测试平台。

本实用新型的技术方案是提供了一种实现非线性及线性应变路径下薄板成形极限的测试平台，包括：上端模具固定组件，下端模具固定组件，图像采集装置、模具组件；其中：

上端模具固定组件包括模柄，上模座，上连接座，模柄通过螺纹与上模座连接；上模座和上连接座之间通过螺栓连接；

下端模具固定组件包括支撑座、下模座、下凸模固定块、下凸模定位座，其中，下凸模固定块与下凸模定位座通过螺钉连接，下凸模定位座在下模座上由下面的液压力驱动；支撑座通过下模座连接螺栓与下模座固定；

图像采集装置包括光源和照相机，光源、照相机和设备固定支架固定在上模座上；光源支架用于固定光源；