十字形试样双向拉伸测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供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。本发明专利技术的一种十字形试样双向拉伸测试装置，面向高强度材料试样，并具有能够提供足够大的载荷、结构稳定和成本低廉的优点。

Biaxial tensile test device for cruciform specimen

The present invention provides a biaxial tensile testing device for cruciform specimen, including an upper die base, a lower die base, two pairs of drawing mechanisms and a guide rod assembly; each pair of drawing mechanisms includes two sliding limit grooves, a first slide block, a second slide block, a first push block assembly and a second push block assembly; and each pair of drawing mechanisms has two sliding limit groove pairs The first slide block and the second slide block are arranged in the sliding limit groove; the first slide block and the second slide block form the first inclined plane respectively; the first push block assembly and the second push block assembly are fixed in the upper die base; the first push block assembly and the second push block assembly are formed and the corresponding first push block assembly respectively. A slope with second inclined planes; two pairs of stretching mechanisms are perpendicular to each other. The invention relates to a cross-shaped specimen biaxial tensile testing device, which is oriented to high strength material samples, and has the advantages of providing sufficient load, structural stability and low cost.

【技术实现步骤摘要】
十字形试样双向拉伸测试装置
本专利技术涉及拉伸测试装置领域，尤其涉及一种十字形试样双向拉伸测试装置。
技术介绍
金属板材的塑性成形在现代工业生产中占有重要的地位，其产品涉及航空航天、汽车制造、电子电器、仪器仪表、装备制造等诸多行业。成形极限是板材成形领域中重要的性能指标和工艺参数，反映了板材在塑性失稳前所能取得的最大变形程度。以极限应变为基础的成形极限图可用来判断复杂形状冲压件工艺设计的合理性，分析冲压件的成形质量并改进工艺，以保证冲压生产过程的顺利进行。要通过实验的方式测定材料的成形极限图，需要通过一定的方法沿不同的应变路径将板料冲压至失稳破裂，得到板料在拉伸条件下的极限状态，然后测量该极限状态下的应变。板料成形中的受力状态大多为平面应力状态或者接近平面应力状态，受力的形式包括拉/拉、拉/压、压/压三种状态在不同比例下的组合。其中，双向拉伸区常用的实验测试方法有球头胀形实验和双向拉伸实验等。球头胀形实验的基本原理是在模具上设置限制材料流动的拉延筋，毛坯在凸模的压力作用下表面积增大，厚度减薄，从而处于双向拉伸变形状态。球头胀形实验已有成熟的实验规范，应用非常广泛，但该实验较难及时判断材料断裂的临界点，不能准确地评价材料双向拉伸性能。十字拉伸实验的基本原理是对交叉呈“十”字形状试样的4个十字臂分别进行拉伸，使试样中心区域在双向拉伸的作用下产生塑性变形。十字拉伸实验是实现复杂加载路径的有效方法，中心区域的应变大小测量方便，并且可以调整不同方向载荷的应力比，更方便对材料在双向拉伸状态下的力学性能和成形极限进行测试，因此在材料的塑性研究中得到了广泛应用。目前现有的十字拉伸测试设备普遍采用以下形式：以十字形试样的四个加载臂为基准构建测试框架，每个加载臂均通过一套液压驱动装置来实现加载过程，试样的四个十字臂分别由楔形夹夹住，保证双向加载过程中试样中心不发生轴向移动，且两端载荷大小相等方向同轴，每个方向上液压缸的载荷大小可独立伺服控制，设有载荷传感器来对加载过程中的载荷进行实时测量，并通过A/D数据采集卡来完成实验数据的记录和存储。在实验过程中，该种装置存在以下问题：每个伺服液压缸所提供的加载能力有限，对于某些抗拉强度在1500MPa以上甚至更高的材料，通过伺服液压缸产生的加载力往往不足以使试样在双向拉伸的作用下发生破裂，无法判断材料的塑性成形极限；该装置所能装载的十字形试样尺寸较小，这在一定程度上会影响到试样中心区域形变的均匀性及应变测量的精度；由于在每个加载臂上都设置了一套液压驱动系统，会使得这一整套设备结构复杂，体积和占地面积庞大，设备制造、运输、安装、调试等过程困难并且容易损坏，制造维护成本高昂。
技术实现思路
针对上述现有技术中的不足，本专利技术提供一种十字形试样双向拉伸测试装置，面向高强度材料试样，并具有能够提供足够大的载荷、结构稳定和成本低廉的优点。为了实现上述目的，本专利技术提供一种十字形试样双向拉伸测试装置，包括一上模座、一下模座、两对拉伸机构和一导向杆组件；每一对所述拉伸机构包括两滑动限位槽、一第一滑块、一第二滑块、一第一推块组件和一第二推块组件；每一对所述拉伸机构的两所述滑动限位槽对置于一预设中心位置的两侧并固定于所述下模座上；所述第一滑块和所述第二滑块分别可沿一拉伸方向往复运动地设置于所述滑动限位槽内；所述第一滑块和所述第二滑块邻近所述预设中心位置的一侧分别形成沿所述拉伸方向延伸并向所述下模座方向倾斜的第一斜面；所述第一推块组件和所述第二推块组件固定于所述上模座邻近所述下模座的一面，且所述第一推块组件位置与所述第一滑块对应，所述第二推块组件位置与所述第二滑块对应，所述第一推块组件和所述第二推块组件分别形成和对应的所述第一斜面配合的第二斜面；两对所述拉伸机构的所述拉伸方向相互垂直；所述导向杆组件连接于所述上模座与所述下模座之间。优选地，还包括两载荷传感器，所述第一滑块形成一第一试样连接部，所述载荷传感器分别固定于两所述第二滑块上并连接一第二试样连接部。优选地，所述第一滑块包括两所述第一斜面，所述第一斜面分布于所述第一滑块的两侧，两所述第一斜面之间形成一平台，所述平台邻近所述预设中心位置的一侧形成所述第一试样连接部。优选地，所述第二滑块包括两所述第一斜面，所述第一斜面分布于所述第二滑块的两侧，两所述第一斜面之间沿所述拉伸方向形成一通槽，所述载荷传感器固定于所述第二滑块远离所述预设中心位置的一侧，且所述载荷传感器的一测量杆插设于所述通槽内并连接所述第二试样连接部。优选地，还包括两连接件，所述连接件的顶面形成所述第二试样连接部，各所述测量杆邻近所述预设中心位置的一端顶部分别可拆卸地连接一所述第二试样连接部的底面，所述第二试样连接部设置于所述通槽内，且所述平台的顶面和所述连接件的顶面在同一水平平面内。优选地，每一所述第二滑块和对应所述滑动限位槽内之间连接有一拉杆式位移传感器；且所述拉杆式位移传感器沿对应所述第二滑块的所述拉伸方向设置。优选地，所述上模座形成一观察洞口，所述观察洞口的位置与所述预设中心位置对应。优选地，所述导向杆组件包括两导柱和复数个限位柱，所述导柱包括一套管和一导向柱，所述上模座的两侧沿竖直方向分别形成一导向孔，所述套管固定于所述上模座的导向孔中，所述导向孔的孔径与所述套管的外径配合；所述导向柱固定于所述下模座的顶面并与所述套管的位置对应，所述套管可沿所述导向柱轴向往复运动地套设于所述导向柱外；每一所述限位柱包括一上限位柱和一下限位柱，所述上限位柱固定于所述上模座的底面，所述下限位柱固定于所述下模座的顶面并与所述上限位柱的位置一一对应。优选地，两所述导柱分别设置于所述上模座两端的异侧偏心位置。优选地，还包括一垫板，所述垫板固定于所述下模座上，所述滑动限位槽通过所述垫板固定于所述下模座上；每一所述滑动限位槽包括固定于所述垫板的两导向块和两限位块，所述导向块相互平行并沿所述拉伸方向布设，所述限位块垂直于两所述导向块并固定于两所述导向块的两端；所述滑动限位槽内沿所述拉伸方向固定有一对复位弹簧。本专利技术由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：通过第一滑块、第二滑块、第一推块组件和第二推块组件的第一斜面和第二斜面间的配合，将竖直方向的下压运动转化为第一滑块和第二滑块在水平方向上的滑移运动，再由第一滑块和第二滑块带动十字形试样实现双向拉伸过程，结构稳定、成本低廉，并能够提供足够大的载荷。导向杆组件连接于上模座1与下模座之间，在压模过程中起支撑、定位和导向作用。1、可在现有的压力机上实现十字形试样的双向拉伸功能，无需配套专用的伺服液压动力系统；2、全部采用机械结构设计，性能可靠稳定，不易损坏；3、可以实现试样双向自动对中，能够有效避免传统十字拉伸设备因偏载所造成的设备振动，减小试样十字臂处的切向剪应力；4、可以通过调整某个拉伸方向上斜楔的高度，实现“单向拉伸-双向拉伸”两步加载过程，完成复杂加载路径下材料力学性能和成形极限的测试；5、可以实现大尺寸试样的双向拉伸功能，中心变形区域尺寸较大，更有利于提高试样中心区域形变的均匀性和应变测量结果的精度；6、可以对十字臂施加更大的拉力，现有的伺服液压缸所提供的拉力大约为10t左右，本专利技术可完成40t的拉力的施加与采集测试功能，可用于超高强度材料的双向拉伸测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种十字形试样双向拉伸测试装置，其特征在于，包括一上模座、一下模座、两对拉伸机构和一导向杆组件；每一对所述拉伸机构包括两滑动限位槽、一第一滑块、一第二滑块、一第一推块组件和一第二推块组件；每一对所述拉伸机构的两所述滑动限位槽对置于一预设中心位置的两侧并固定于所述下模座上；所述第一滑块和所述第二滑块分别可沿一拉伸方向往复运动地设置于所述滑动限位槽内；所述第一滑块和所述第二滑块邻近所述预设中心位置的一侧分别形成沿所述拉伸方向延伸并向所述下模座方向倾斜的第一斜面；所述第一推块组件和所述第二推块组件固定于所述上模座邻近所述下模座的一面，且所述第一推块组件位置与所述第一滑块对应，所述第二推块组件位置与所述第二滑块对应，所述第一推块组件和所述第二推块组件分别形成和对应的所述第一斜面配合的第二斜面；两对所述拉伸机构的所述拉伸方向相互垂直；所述导向杆组件连接于所述上模座与所述下模座之间。

【技术特征摘要】
1.一种十字形试样双向拉伸测试装置，其特征在于，包括一上模座、一下模座、两对拉伸机构和一导向杆组件；每一对所述拉伸机构包括两滑动限位槽、一第一滑块、一第二滑块、一第一推块组件和一第二推块组件；每一对所述拉伸机构的两所述滑动限位槽对置于一预设中心位置的两侧并固定于所述下模座上；所述第一滑块和所述第二滑块分别可沿一拉伸方向往复运动地设置于所述滑动限位槽内；所述第一滑块和所述第二滑块邻近所述预设中心位置的一侧分别形成沿所述拉伸方向延伸并向所述下模座方向倾斜的第一斜面；所述第一推块组件和所述第二推块组件固定于所述上模座邻近所述下模座的一面，且所述第一推块组件位置与所述第一滑块对应，所述第二推块组件位置与所述第二滑块对应，所述第一推块组件和所述第二推块组件分别形成和对应的所述第一斜面配合的第二斜面；两对所述拉伸机构的所述拉伸方向相互垂直；所述导向杆组件连接于所述上模座与所述下模座之间。2.根据权利要求1所述的十字形试样双向拉伸测试装置，其特征在于，还包括两载荷传感器，所述第一滑块形成一第一试样连接部，所述载荷传感器分别固定于两所述第二滑块上并连接一第二试样连接部。3.根据权利要求2所述的十字形试样双向拉伸测试装置，其特征在于，所述第一滑块包括两所述第一斜面，所述第一斜面分布于所述第一滑块的两侧，两所述第一斜面之间形成一平台，所述平台邻近所述预设中心位置的一侧形成所述第一试样连接部。4.根据权利要求3所述的十字形试样双向拉伸测试装置，其特征在于，所述第二滑块包括两所述第一斜面，所述第一斜面分布于所述第二滑块的两侧，两所述第一斜面之间沿所述拉伸方向形成一通槽，所述载荷传感器固定于所述第二滑块远离所述预设中心位置的一侧，且所述载荷传感器的一测量杆插设于所述通槽内并连接所述第二试样连接部。5.根据权利要求4所述的十字形试样双向拉伸测试装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：何霁，李淑慧，郭聪，顾彬，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31