[发明专利]一种获取变强度钢板差温成形极限的试验装置及方法

摘要

本发明提供一种获取变强度钢板差温成形极限的试验装置，包括冲头由冲头主体、镶块和陶瓷隔热层组成；陶瓷隔热层设置于冲头主体中间并与冲头主体固连在一起；镶块固定在冲头底部，与冲头主体组成过渡平滑的球面；冲头内部设有用于安装加热棒和热电偶的深孔；冲头顶部设有用于连接连杆的螺纹孔；凸、凹模压边圈周围分别设置有高频感应加热线圈和红外探头组成闭环控制系统；还包括上支撑板、下支撑板、滑块、导柱、支柱、底座、主缸、压边缸、光源、高频相机和红外热像仪。本发明通过控制冲头两侧的温度，使高温试验样件在冲头两侧具有不同的淬火速率，从而模拟变强度钢板的差温成形过程，并通过高频相机采集的应变场获取变强度钢板的差温成形极限。

主权项

1.一种获取变强度钢板差温成形极限的试验装置，其特征在于，包括：冲头(16)，主要由两个具有对称结构的冲头主体(1)、镶块(5)和陶瓷隔热层(2)组成；所述陶瓷隔热层(5)安装于两个所述冲头主体(1)对称结构的中间，用于隔绝所述冲头(16)两侧的热量传递；所述冲头主体(1)和所述陶瓷隔热层(5)通过螺栓紧密地连接在一起；所述镶块(5)通过螺栓固定在所述冲头(16)底部，与所述冲头主体(1)组成过渡平滑的球面；所述冲头(16)内部还设有用于安装加热棒和热电偶的深孔；所述冲头(16)顶部开设有用于连接连杆(15)的冲头顶部螺纹孔(10)，所述冲头(16)通过所述连杆(15)与主缸(20)相连；压边圈，嵌套设置在所述冲头(16)的外侧且呈上下布置，分为凸模压边圈(3)和凹模压边圈(4)，所述凸模压边圈(3)和所述凹模压边圈(4)周围分别设置有高频感应加热线圈(13)和红外探头(22)，所述红外探头(22)与所述高频感应加热线圈(13)组成闭环控制系统，用于快速加热压边圈并保持压边圈在指定的试验温度；支撑结构，主要由底座(25)、固定在所述底座(25)上的支柱(24)、及用于固定所述冲头(16)的支撑主体组成；所述支撑主体包括上支撑板(19)、导柱(18)、滑块(17)和下支撑板(23)；所述凹模压边圈(4)通过螺栓固定在所述下支撑板(23)上，所述凸模压边圈(3)通过螺栓固定在所述滑块(17)上；所述滑块(17)与压边缸(21)相连，带动所述凸模压边圈(3)沿着所述导柱(18)上下移动；所述导柱(18)上端与所述上支撑板(19)通过螺纹连接，所述导柱(18)下端通过螺纹固定在所述下支撑板(23)上；所述主缸(20)和所述压边缸(21)通过螺栓固定在所述上支撑板(19)上，分别为所述冲头(16)和所述凸模压边圈(3)提供动力；所述支柱(24)上端通过螺纹与所述下支撑板(23)连接，所述支柱(24)下端通过螺纹与所述底座(25)相连；所述底座(25)的中部还设有红外热像仪(28)，用于实时获取和记录试验样件变形过程中的温度场分布；所述红外热像仪(28)的两侧设有光源(26)和高频相机(27)，用于实时获取和记录试验样件的应变场分布。