The invention provides an experimental device for obtaining the differential temperature forming limit of a variable strength steel plate, which consists of a punch head composed of a punch body, a block and a ceramic heat insulation layer, which is arranged in the middle of the punch body and connected with the punch body; the insert is fixed at the bottom of the punch and consists of a smooth and smooth sphere with the main body of the punch. The head is provided with a deep hole for installing a heating rod and a thermocouple; the top of the punch is provided with a threaded hole for connecting rods, and a closed loop control system is composed of high frequency induction heating coils and infrared probes around the convex and concave die pressing rings, and the upper support plate, lower support plate, slide block, guide column, support, base, and master are also included. Cylinder, blank holder, light source, high frequency camera and infrared thermal imager. By controlling the temperature of the two sides of the punch, the invention has different quenching rates on both sides of the punch, thus simulating the differential temperature forming process of the variable strength steel plate, and obtaining the differential temperature forming limit of the variable strength steel plate by the strain field collected by the high frequency camera.
【技术实现步骤摘要】
一种获取变强度钢板差温成形极限的试验装置及方法
本专利技术涉及高强度钢板的热成形领域,尤其涉及一种获取变强度钢板差温成形极限的试验装置及方法。
技术介绍
汽车行业的快速发展极大地提高了人们的出行效率,促进了社会发展,但同时也带来了许多安全问题和环境问题。在保证安全的基础上实现轻量化设计,可以有效降低汽车燃油消耗和尾气排放,是汽车未来发展的必然趋势。优化汽车结构设计、使用新型材料及相应的先进制造技术是实现轻量化设计的主要方法。超高强度钢板热成形技术是一项专门用于成形高强度钢板的先进制造技术,其一般过程是将钢板加热至900℃以上,使其充分奥氏体化,然后快速冲压成形并保压淬火,以获得具有均匀马氏体组织的高强度构件。运用超高强度钢热成形技术能够获得强度超过1500MPa的零件,因此可以在保证零件强度不降低的情况下适当减小构件的厚度,从而实现汽车轻量化的目的。对于汽车的一些安全构件,如B柱、车门内板等,既要求构件具有足够的强度以防止汽车结构受到严重破坏,同时又需要构件的某些部位具有较低的强度和较高的吸能特性,从而提高汽车的整体碰撞安全性。传统的热成形技术只能获得性能单一的超高强度钢构件,无法满足构件不同部位需要不同力学性能的要求;通过改变构件不同部位在成形过程中的淬火速率,可以获得具有不同微观组织和力学性能变强度结构件,运用于车身中能够最大程度地提高汽车整体的碰撞安全性。对于热成形板料的成形性评价,应用最普遍、最直观的方法是成形极限图(FLD,或FLC)。所谓成形极限图,是指成形过程中,材料在不同(近似)线性应变路径下开始发生劲缩时的应变点在主次应变坐标系下构成的一 ...
【技术保护点】
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 ...
【技术特征摘要】
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。2.根据权利要求1所述的获取变强度钢板差温成形极限的试验装置及方法,其特征在于,所述连杆(15)与所述冲头(16)连接处设置有石棉垫(14),用于防止所述冲头(16)的热量通过所述连杆(15)传递到所述主缸(20)。3.根据权利要求1所述的获取变强度钢板差温成形极限的试验装置,其特征在于,所述上支撑板(19)和所述下支撑板(23)的内部均设有冷却水道,用于防止装置整体因温度过高而产生变...
【专利技术属性】
技术研发人员:盈亮,荣海,刘文权,胡平,韩小强,
申请(专利权)人:大连理工大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。