[发明专利]用于板材通电拉伸的夹具、装置和方法

说明书

用于板材通电拉伸的夹具、装置和方法，属于材料拉伸试验领域，为了解决拉伸模具自主卸载热膨胀力的问题，连接于导向部一端的板材固定块沿导向部轴线方向的移动能使位于主体槽内的导向部的另一端沿导向部的轴线方向随动移动，并藉由弹性体在板材未被拉伸且通电膨胀时允许板材固定块沿其热膨胀方向而朝向所述主体平稳移动，效果是使板材固定块能够在弹性力的保障下被允许向靠近主体的方向稳定移动，不易发生突然性的窜动。

技术领域

本发明属于材料拉伸试验领域，特别涉及一种用于板材通电拉伸的夹具、装置、系统和方法。

背景技术

传统热成形工艺生产效率低，成形精度和性能差，制造成本高，不能满足未来的可持续经济发展趋势，采用先进的制造技术实现难变形金属成形及精度控制是必然趋势。电致塑性成形工艺可以利用电流直接加热成形坯料，无需加热模具，升温速度快，避免了长时间加热对材料性能的影响，可以显著改善材料的成形性能。且电流可以显著改善材料的组织性能，提高材料的力学、抗疲劳和抗腐蚀等综合性能。相对传统的热成形工艺，电致塑性成形是一种优势明显的新技术。为了更好的探索金属材料的通电高温变形性能，通电高温拉伸试验这一基础的材料性能测试方法可直接提供金属材料在通电高温下的力学性能参数，能为进一步研究金属材料的电流辅助高温冲压、锻造、单点渐进成形等复杂变形提供理论基础。

在对金属试样通电拉伸试验研究方面，中国发明专利申请公布第CN104655484号文件公开了“一种用于通电拉伸的夹具”，并具体公开了自然状态下，弹簧80向下推动绝缘预紧块90，从而推动两个夹紧块40向下运动，使两个夹紧块40合拢夹紧，对安装于两个夹紧块40之间的试样产生夹紧力；当向下压手柄301外端时，挂钩304向上运动，带动绝缘预紧块90向上运动，从而克服弹簧80的压力，拉动两个夹紧块40同时向上运动，使两个夹紧块40张开，释放试样，在此状态下也可以安装新的试样，当松开手柄301外端时，在弹簧80的作用下，夹具还原为夹紧状态。该文件中弹簧80的作用是提供装夹预紧力，通过弹簧80提供的向下推动力或向上拉伸力使两个夹紧块40夹紧或张开。弹簧在自然状态下提供向下的挤压力，该挤压力要达到推动推动绝缘预紧块90，使两个夹紧块40合拢夹紧。在该挤压状态下，弹簧难以再响应因夹紧块40热膨胀变形而向上移动对热膨胀卸载。

中国发明专利申请公布第CN104515707A号文件公开了“一种通电拉伸试样的测温方法及拉伸试验装置”，该装置以销钉连接方式将试样固定在夹具上，可解决高温下试样夹持端打滑现象，但在通电高温拉伸试验时，拉伸力作用于试样夹持端的销钉安装位置处，该位置易变形，影响测量的应力-应变曲线。

同时，上述两个专利申请文件所公布的夹具都存在一个无法进行大电流拉伸的共同问题，上述专利申请文件公布的拉伸夹具设计方法是直接在夹具上做绝缘设计，使电极直接与夹具或试样相连，当在大电流拉伸试验时(1000A)，所需的大尺寸电极(电缆横截面积240mm²)难以直接固定到试样或夹具上，且拉伸时大尺寸电极会随夹具一起运动，其自身较大重量对夹具产生不稳定的侧向力，影响试验结果。

发明内容

为了解决拉伸模具自主卸载热膨胀力的问题，本发明提出如下技术方案如下：

本发明的实施例提供一种用于板材通电拉伸的夹具，包括

主体，

用于连接板材的板材固定块，

装配于主体内部槽中并将主体与板材固定块连接的导向部，导向部的一端位于主体的内部槽中，另一端连接板材固定块，

连接主体并通过导向部作用于板材固定块的弹性体，所述弹性体被构造为，安装板材的板材固定块因板材通电发热产生的热膨胀力，在弹性体对板材固定块的弹性调整范围内，使得与板材固定块连接的导向部在主体的内部槽中沿导向部的轴线方向移动而卸载热膨胀力。