一种板材成形极限图测试装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种板材成形极限图测试装置及其方法，属于板成形测试技术领域。本发明专利技术成形极限图测试装置及方法能在普通拉伸试验机上实现板材成形极限图右半部分的测试。本发明专利技术成形极限图测试装置由多组不同楔形角的楔形模组成，每组楔形模包括四只楔形模，上楔形模与下楔形模上下相对设置，左楔形模与右楔形模左右相对设置。上楔形模与左、右楔形模通过楔形面相互滑动配合，下楔形模也与左、右楔形模通过楔形面相互滑动配合。试样为十字形，试样的四个端头分别固定在上、下、左以及右楔形模上。实验时，上楔形模与下楔形模的上下相对运动带动左楔形模与右楔形模的左右相对运动，从而实现试样双向应力状态的变形。

【技术实现步骤摘要】
一种板材成形极限图测试装置及其方法
本专利技术涉及属于板成形测试

技术介绍
板料成形是材料成形领域中重要的组成部分，在国民经济中占有十分重要的地位。板料在板成形过程中往往处于平面应力状态，因此一般采用成形极限图来衡量板料成形性，成形极限图也是板成形工艺制定以及相关工模具设计的重要依据。如何准确的获得板料的成形极限图是板成形领域中一个重要的研究方向。目前，板材成形极限图主要是采用钢模胀形的方法获得，如国家标准“GB/T15825.8-2008”所述。采用钢模胀形方法测试成形极限图时，首先需要加工制备一组不同长宽比的矩形试样，然后采用一定的方法在试样表面刻蚀网格，接着将准备好的试样固定在压边圈与凹模之间，并采用半球形凸模进行胀形直至试样破裂，最后测量不同样品临界开裂网格的长短轴尺寸并换算得到成形极限图。对于钢模胀形方法，实验结束后的板材变为球形，这对后续网格尺寸的精确测试造成了困难，不利于获得准确的成形极限图。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有的成形极限图右半部分测量技术中，因板材变形为曲面而无法准确测试临界开裂应变的问题。为实现本专利技术目的而采用的技术方案是这样的，包括用于安装待测试件的上楔形模板、下楔形模板、左楔形模板和右楔形模板。所述上楔形模板、下楔形模板、左楔形模板和右楔形模板组合在一起。上楔形模板的下端面为平面、下楔形模板的上端面为平面。所述上楔形模板的左右两侧各有一个工作平面，这两个工作平面与上楔形模板的下端面的夹角均为α。所述下楔形模板的左右两侧各有一个工作平面，这两个工作平面与下楔形模板的上端面的夹角均为α。所述左楔形模板的右侧端面开有两个三角槽。这两个三角槽中，上面的三角槽的槽壁面与上楔形模板的一个工作平面配合，下面的三角槽的槽壁面与下楔形模板的一个工作平面配合。所述右楔形模板的左侧端面开有两个三角槽。这两个三角槽中，上面的三角槽的槽壁面与上楔形模板的一个工作平面配合，下面的三角槽的槽壁面与下楔形模板的一个工作平面配合。所述待测试件为“十字”形，其各个分支分别被固定在上楔形模板、下楔形模板、左楔形模板和右楔形模板上。所述上楔形模板和下楔形模板连接拉伸装置。若夹角均为α为锐角，分别向上、下拉动上楔形模板和下楔形模板时，左楔形模板和右楔形模板分别向左右两边移动。若夹角均为α为直角，分别向上、下拉动上楔形模板和下楔形模板时，左楔形模板和右楔形模板不移动。更为具体地，一种板材成形极限图测试装置，包括用于安装待测试件的上楔形模板、下楔形模板、左楔形模板和右楔形模板。所述上楔形模板和下楔形模板形状相同。所述左楔形模板和右楔形模板形状相同。所述上楔形模板的上端是连接柄Ⅰ、下端是等腰梯形板Ⅰ。所述等腰梯形板Ⅰ左侧的倾斜面为工作面Ⅰ-Ⅰ、右侧的倾斜面为工作面Ⅰ-Ⅱ。所述连接柄Ⅰ与位于上楔形模板上方的拉伸装置Ⅰ连接。所述下楔形模板的下端是连接柄Ⅱ、上端是等腰梯形板Ⅱ。所述等腰梯形板Ⅱ左侧的倾斜面为工作面Ⅱ-Ⅱ、右侧的倾斜面为工作面Ⅱ-Ⅰ。所述连接柄Ⅱ与位于下楔形模板上方的拉伸装置Ⅱ连接。所述左楔形模板的右侧开有三角形槽Ⅲ-Ⅰ和三角形槽Ⅲ-Ⅱ。所述三角形槽Ⅲ-Ⅰ和三角形槽Ⅲ-Ⅱ之间的实体部分是矩形板Ⅲ。所述三角形槽Ⅲ-Ⅰ上端的倾斜面为工作面Ⅲ-Ⅰ。所述三角形槽Ⅲ-Ⅱ下端的倾斜面为工作面Ⅲ-Ⅱ。所述右楔形模板的左侧开有三角形槽Ⅳ-Ⅱ和三角形槽Ⅳ-Ⅰ。所述三角形槽Ⅳ-Ⅰ和三角形槽Ⅳ-Ⅱ之间的实体部分是矩形板Ⅳ。所述三角形槽Ⅳ-Ⅱ上端的倾斜面为工作面Ⅳ-Ⅱ。所述三角形槽Ⅳ-Ⅰ下端的倾斜面为工作面Ⅳ-Ⅰ。所述上楔形模板的下方是下楔形模板。所述左楔形模板位于上楔形模板和下楔形模板的左侧。所述右楔形模板位于上楔形模板和下楔形模板的右侧。所述等腰梯形板Ⅰ的两侧分别嵌入三角形槽Ⅲ-Ⅰ和三角形槽Ⅳ-Ⅱ中，使得所述滑动面Ⅰ-Ⅰ与滑动面Ⅲ-Ⅰ接触、所述滑动面Ⅰ-Ⅱ与滑动面Ⅳ-Ⅱ接触。所述等腰梯形板Ⅱ的两侧分别嵌入三角形槽Ⅲ-Ⅱ和三角形槽Ⅳ-Ⅰ中，使得所述滑动面Ⅱ-Ⅱ与滑动面Ⅲ-Ⅱ接触、所述滑动面Ⅱ-Ⅰ与滑动面Ⅳ-Ⅰ接触。所述待测试件为十字形。所述待测试件的各个分支分别连接在上楔形模板、下楔形模板、左楔形模板和右楔形模板上。进一步，所述等腰梯形板Ⅰ和等腰梯形板Ⅱ的底角均为α。所述三角形槽Ⅲ-Ⅰ、三角形槽Ⅲ-Ⅱ、三角形槽Ⅳ-Ⅰ和三角形槽Ⅳ-Ⅱ的槽角均为α。进一步，所述上楔形模板、下楔形模板、左楔形模板和右楔形模板上分别具有连接销Ⅰ、连接销Ⅱ、连接销Ⅲ和连接销Ⅳ。本专利技术还要求保护一种采用上述装置的板材成形极限图测试方法。本专利技术的优点是：1、相接触的各个楔形模板之间分别通过楔形面(工作面)实现滑动配合。在实验过程中，上楔形模与下楔形模的上下相对运动能促使左楔形模与右楔形模的左右相对运动，从而实现“十”字状试样在双向应力状态下的变形，而且保证试样在实验过程中始终为平面形状，避免了传统胀形方法因试样曲面化而引起应变测量不准确的问题。2、本专利技术结构与原理相对简单，可应用于普通拉伸实验机上，从而测试得到板材的右半部分成形极限图。3、本专利技术不受板材厚度变化的影响，不会因为不同厚度的板材而更换不同的模具，特别适用于厚度为0.5mm～3mm板材成形极限图的测试。4、本专利技术可以准备多组有着不同角度楔形面的楔形模板，完成右半部分成形极限图的测试。附图说明图1为本专利技术测试装置楔形模装配示意图；图2为本专利技术测试装置上楔形模示意图；图3为本专利技术测试装置下楔形模示意图；图4为本专利技术测试装置左楔形模示意图；图5为本专利技术测试装置右楔形模示意图；图6为本专利技术测试装置测试成形极限图所采用的试样示意图。图中：上楔形模板(1)、连接柄Ⅰ(101)、等腰梯形板Ⅰ(102)、连接销Ⅰ(103)、工作面Ⅰ-Ⅰ(1021)、工作面Ⅰ-Ⅱ(1022)、下楔形模板(2)、连接柄Ⅱ(201)、等腰梯形板Ⅱ(202)、连接销Ⅱ(203)、工作面Ⅱ-Ⅰ(2021)、工作面Ⅱ-Ⅱ(2022)、左楔形模板(3)、三角形槽Ⅲ-Ⅰ(301)、三角形槽Ⅲ-Ⅱ(302)、矩形板Ⅲ(303)、连接销Ⅲ(304)、工作面Ⅲ-Ⅰ(3021)、工作面Ⅲ-Ⅱ(3022)、右楔形模板(4)、三角形槽Ⅳ-Ⅰ(401)、三角形槽Ⅳ-Ⅱ(402)、矩形板Ⅳ(403)、连接销Ⅳ(404)、工作面Ⅳ-Ⅰ(4021)、工作面Ⅳ-Ⅱ(4022)、待测试件(5)、连接孔Ⅰ(501)、连接孔Ⅱ(502)、连接孔Ⅲ(503)、连接孔Ⅳ(504)。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明，但不应该理解为本专利技术上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本专利技术上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本专利技术的保护范围内。实施例1：一种板材成形极限图测试装置，包括用于安装待测试件5的上楔形模板1、下楔形模板2、左楔形模板3和右楔形模板4。参见图1，所述上楔形模板1、下楔形模板2、左楔形模板3和右楔形模板4组合在一起。上楔形模板1的下端面为平面、下楔形模板2的上端面为平面。所述上楔形模板1的左右两侧各有一个工作平面，这两个工作平面与上楔形模板1的下端面的夹角均为α。所述下楔形模板2的左右两侧各有一个工作平面，这两个工作平面与下楔形模板2的上端面的夹角均为α。所述左楔形模板3的右本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种板材成形极限图测试装置，其特征在于：包括用于安装待测试件(5)的上楔形模板(1)、下楔形模板(2)、左楔形模板(3)和右楔形模板(4)；所述上楔形模板(1)、下楔形模板(2)、左楔形模板(3)和右楔形模板(4)组合在一起；上楔形模板(1)的下端面为平面、下楔形模板(2)的上端面为平面；所述上楔形模板(1)的左右两侧各有一个工作平面，这两个工作平面与上楔形模板(1)的下端面的夹角均为α；所述下楔形模板(2)的左右两侧各有一个工作平面，这两个工作平面与下楔形模板(2)的上端面的夹角均为α；所述左楔形模板(3)的右侧端面开有两个三角槽；这两个三角槽中，上面的三角槽的槽壁面与上楔形模板(1)的一个工作平面配合，下面的三角槽的槽壁面与下楔形模板(2)的一个工作平面配合；所述右楔形模板(4)的左侧端面开有两个三角槽；这两个三角槽中，上面的三角槽的槽壁面与上楔形模板(1)的一个工作平面配合，下面的三角槽的槽壁面与下楔形模板(2)的一个工作平面配合；所述待测试件(5)为“十字”形，其各个分支分别被固定在上楔形模板(1)、下楔形模板(2)、左楔形模板(3)和右楔形模板(4)上；所述上楔形模板(1)和下楔形模板(2)连接拉伸装置；若夹角均为α为锐角，分别向上、下拉动上楔形模板(1)和下楔形模板(2)时，左楔形模板(3)和右楔形模板(4)分别向左右两边移动；若夹角均为α为直角，分别向上、下拉动上楔形模板(1)和下楔形模板(2)时，左楔形模板(3)和右楔形模板(4)不移动。...

【技术特征摘要】
1.一种板材成形极限图测试装置，其特征在于：包括用于安装待测试件(5)的上楔形模板(1)、下楔形模板(2)、左楔形模板(3)和右楔形模板(4)；所述上楔形模板(1)、下楔形模板(2)、左楔形模板(3)和右楔形模板(4)组合在一起；上楔形模板(1)的下端面为平面、下楔形模板(2)的上端面为平面；所述上楔形模板(1)的左右两侧各有一个工作平面，这两个工作平面与上楔形模板(1)的下端面的夹角均为α；所述下楔形模板(2)的左右两侧各有一个工作平面，这两个工作平面与下楔形模板(2)的上端面的夹角均为α；所述左楔形模板(3)的右侧端面开有两个三角槽；这两个三角槽中，上面的三角槽的槽壁面与上楔形模板(1)的一个工作平面配合，下面的三角槽的槽壁面与下楔形模板(2)的一个工作平面配合；所述右楔形模板(4)的左侧端面开有两个三角槽；这两个三角槽中，上面的三角槽的槽壁面与上楔形模板(1)的一个工作平面配合，下面的三角槽的槽壁面与下楔形模板(2)的一个工作平面配合；所述待测试件(5)为“十字”形，其各个分支分别被固定在上楔形模板(1)、下楔形模板(2)、左楔形模板(3)和右楔形模板(4)上；所述上楔形模板(1)和下楔形模板(2)连接拉伸装置；若夹角均为α为锐角，分别向上、下拉动上楔形模板(1)和下楔形模板(2)时，左楔形模板(3)和右楔形模板(4)分别向左右两边移动；若夹角均为α为直角，分别向上、下拉动上楔形模板(1)和下楔形模板(2)时，左楔形模板(3)和右楔形模板(4)不移动；所述上楔形模板(1)、下楔形模板(2)、左楔形模板(3)和右楔形模板(4)上分别具有连接销I(103)、连接销II(203)、连接销III(304)和连接销IV(404)。2.一种板材成形极限图测试装置，其特征在于：包括用于安装待测试件(5)的上楔形模板(1)、下楔形模板(2)、左楔形模板(3)和右楔形模板(4)；所述上楔形模板(1)和下楔形模板(2)形状相同；所述左楔形模板(3)和右楔形模板(4)形状相同；所述上楔形模板(1)的上端是连接柄Ⅰ(101)、下端是等腰梯形板Ⅰ(102)；所述等腰梯形板Ⅰ(102)左侧的倾斜面为工作面Ⅰ-Ⅰ(1021)、右侧的倾斜面为工作面Ⅰ-Ⅱ(1022)；所述连接柄Ⅰ(101)与位于上楔形模板(1)上方的拉伸...

【专利技术属性】
技术研发人员：何维均，栾佰峰，黄光杰，刘庆，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85