一种用于脉冲电流辅助低温拉伸的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种用于脉冲电流辅助低温拉伸的装置和方法，包括电子万能试验机，电子万能试验机上设置有拉伸部和低温箱，拉伸部位于低温箱内，低温箱与电子万能试验机滑动连接；拉伸部包括两相对设置的连接件，两连接件均与电子万能试验机可拆卸连接，两连接件分别穿过低温箱的顶端和底端并伸入低温箱内，两连接件之间设置有夹具件，夹具件分别与两连接件可拆卸连接，夹具件上设置有拉伸试样；低温箱外设置有用于提供电流的脉冲电源，脉冲电源与夹具件电性连接。本发明专利技术结构简单、安全性高、绝缘性好、测量精确，拉伸试样安装简便，可以保证较为均匀的试验温度条件。均匀的试验温度条件。均匀的试验温度条件。

【技术实现步骤摘要】
一种用于脉冲电流辅助低温拉伸的装置和方法


[0001]本专利技术涉及试验器具
，特别是涉及一种用于脉冲电流辅助低温拉伸的装置和方法。

技术介绍

[0002]1969年苏联科学家Troitskii等人在研究脉冲电流对锌晶体单轴拉伸时发现，在采用液氮降温的条件下，脉冲电流降低了锌晶体的流动应力，由此发现了电致塑性效应。随后美国科学家Roth等人对铜、铝、钛等金属材料进行了大量的电致塑性试验研究，发现这些材料均存在电致塑性效应。对金属等材料施加脉冲电流能够显著改善材料的成形性能，提高塑性降低变形抗力，此现象称为电致塑性效应。
[0003]从宏观上看，电致塑性是在电场、温度场及应力场耦合作用所表现出的现象，而且在脉冲电流作用下，由于焦耳热效应导致的温升对于金属材料力学性能的影响是不可忽略的。为了进一步研究纯电致塑性效应对材料力学性能的影响，有必要将焦耳热效应解耦，在电辅助测试时消除焦耳热的影响。然而，现有的脉冲电流辅助拉伸装置主要集中在室温力学性能的测试，对试样的冷却方式主要为强制风冷，难以精确调控试样温度，对后续电致塑性研究产生不利影响。
[0004]此外，对于某些材料而言，其低温状态下具有特殊的塑性变形特性。如铝合金，在低温条件下可以实现塑性和强度的双增特性。因此，低温条件下，脉冲电流辅助塑性变形同时值得深入研究。然而，现有的低温条件下的脉冲电流辅助拉伸装置较少且存在温控不准的缺点。同时，常规电辅助拉伸测试方法中，由于试样中有电流通过，为了保证仪器设备安全，无法使用接触式引伸计，应变数据依靠试验机横梁位移测定，存在较大误差。由于设备及相关条件的限制，一直缺乏一种满足试验要求的脉冲电流辅助低温拉伸的装置。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种用于脉冲电流辅助低温拉伸的装置和方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够实现排除环境对试验的影响，且降低夹具在低温下所受到的影响，进而提高试验的精确性。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种用于脉冲电流辅助低温拉伸的装置，包括电子万能试验机，所述电子万能试验机上设置有拉伸部和低温箱，所述拉伸部位于所述低温箱内，所述低温箱与所述电子万能试验机滑动连接；
[0007]所述拉伸部包括两相对设置的连接件，两所述连接件均与所述电子万能试验机可拆卸连接，两所述连接件分别穿过所述低温箱的顶端和底端并伸入所述低温箱内，两所述连接件之间设置有夹具件，所述夹具件分别与两所述连接件可拆卸连接，所述夹具件上设置有拉伸试样；
[0008]所述低温箱外设置有用于提供电流的脉冲电源，所述脉冲电源与所述夹具件电性连接。
[0009]优选的，所述连接件包括两相对设置的第一连接杆，所述第一连接杆远离所述夹具件的一端与所述电子万能试验机可拆卸连接，所述第一连接杆靠近所述夹具件的一侧螺纹连接有第二连接杆，所述第二连接杆与所述夹具件可拆卸连接。
[0010]优选的，所述夹具件包括两相对设置的夹具体，所述夹具体一端与所述第二连接杆可拆卸连接，所述夹具体侧壁开设有安装槽，所述安装槽与所述夹具体远离所述第二连接杆的端面连通，所述夹具体底端固接有第一承载台，所述第一承载台侧壁开设有第一豁口，所述第一豁口与所述安装槽对应设置，所述第一承载台顶端固接有两第一试样台，所述第一豁口位于两所述第一试样台之间，所述安装槽内设置有绝缘垫片和试样座，所述试样座位于所述绝缘垫片远离所述夹具体的一侧。
[0011]优选的，所述绝缘垫片包括设置在所述安装槽内的第一配合板，所述第一配合板与所述夹具体侧壁接触，所述第一配合板远离所述夹具体的侧壁上固接有第二承载台，所述第二承载台与所述第一承载台抵接，所述第二承载台远离所述第一配合板的侧壁上固接有第二试样台，所述第一试样台顶端与所述第二试样台顶端平齐，所述第二承载台底端固接有C形凸台，所述第二承载台上开设有第二豁口，所述C 形凸台与所述第二豁口连通，且所述C形凸台外侧壁与所述第一豁口相适配。
[0012]优选的，所述试样座包括设置在所述第二承载台上方的第二配合板，所述第二配合板一侧与所述第一配合板接触，所述第二配合板远离所述第一配合板的一侧设置有通电螺纹孔和第三承载台，所述第二配合板通过所述通电螺纹孔与所述脉冲电源电性连接，所述第三承载台与所述第二配合板固接，且所述第三承载台与所述第二承载台抵接，所述第三承载台上开设有水平卡槽和第三豁口，所述水平卡槽与所述第三豁口连通，所述第三豁口与所述第二豁口对应设置，所述拉伸试样通过第一豁口、第二豁口、第三豁口伸入所述水平卡槽内。
[0013]优选的，所述电子万能试验机包括基座，所述基座顶端固接有支架，所述支架上滑动连接有上横梁，所述上横梁与所述基座平行设置，位于上方的所述第一连接杆与所述上横梁可拆卸连接，位于下方的所述第一连接杆与所述基座可拆卸连接，所述基座顶端固接有滑轨，所述低温箱位于所述滑轨顶端，且所述低温箱与所述滑轨滑动连接。
[0014]优选的，所述低温箱顶端和底端均可拆卸连接有夹板，所述夹板上开设有半通孔，所述低温箱顶端和底端开设有另一半通孔，所述第二连接杆通过两所述半通孔配合形成的通孔伸入所述低温箱内。
[0015]优选的，所述低温箱外设置有用于检测温度的热电偶，所述热电偶一端穿过所述低温箱顶端并伸入所述低温箱内。
[0016]一种用于脉冲电流辅助低温拉伸的方法，操作步骤包括：
[0017]a、制备拉伸试样：切割制取拉伸试样，并打磨拉伸试样；
[0018]b、设定电子万能试验机参数：完成步骤a后，移动上横梁，调节两第一承载台之间的距离至预定值，并记录此时位置；
[0019]c、调节低温箱：完成步骤b后，拆卸两个夹板，调整低温箱至预定位置，将两夹具件放入低温箱内，随后安装两个夹板，启动低温箱，并调节低温箱内温度至预定值；
[0020]d、安装拉伸试样：完成步骤c后，开启低温箱的箱门，将拉伸试样安装在试样座上，调节上横梁位置，对拉伸试样的拉直至预定值停止移动上横梁，并记录此时位置；
[0021]e、启动脉冲电源：完成步骤d后，关闭低温箱的箱门，低温箱保温至预定时长，设置脉冲电源参数后启动脉冲电源；
[0022]f、进行拉伸试验：完成步骤e后，启动电子万能试验机，记录拉伸试样在脉冲电流辅助低温环境下拉伸的应力
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应变曲线，待拉伸试样断裂后关闭脉冲电源，并更换拉伸试样。
[0023]优选的，步骤f中，更换拉伸试样时，将电子万能试验机恢复至步骤b的位置，拉伸试样安装完毕后，再将电子万能试验机恢复至步骤d的位置。
[0024]本专利技术公开了以下技术效果：
[0025]1.设置低温箱，低温箱可实现25～
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180℃范围内精准控温，为脉冲电流辅助拉伸提供可控的低温环境，进而提高试验的准确性。
[0026]2.通过连接件与夹具件配合，解决了常规夹具在低温状态下夹持步骤繁琐且不便更换拉伸试样的问题，且夹具件可以放置多种不同尺寸的拉伸试样，使用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于脉冲电流辅助低温拉伸的装置，其特征在于，包括电子万能试验机，所述电子万能试验机上设置有拉伸部和低温箱(1)，所述拉伸部位于所述低温箱(1)内，所述低温箱(1)与所述电子万能试验机滑动连接；所述拉伸部包括两相对设置的连接件，两所述连接件均与所述电子万能试验机可拆卸连接，两所述连接件分别穿过所述低温箱(1)的顶端和底端并伸入所述低温箱(1)内，两所述连接件之间设置有夹具件，所述夹具件分别与两所述连接件可拆卸连接，所述夹具件上设置有拉伸试样；所述低温箱(1)外设置有用于提供电流的脉冲电源(2)，所述脉冲电源(2)与所述夹具件电性连接。2.根据权利要求1所述的用于脉冲电流辅助低温拉伸的装置，其特征在于：所述连接件包括两相对设置的第一连接杆(3)，所述第一连接杆(3)远离所述夹具件的一端与所述电子万能试验机可拆卸连接，所述第一连接杆(3)靠近所述夹具件的一侧螺纹连接有第二连接杆(4)，所述第二连接杆(4)与所述夹具件可拆卸连接。3.根据权利要求2所述的用于脉冲电流辅助低温拉伸的装置，其特征在于：所述夹具件包括两相对设置的夹具体(5)，所述夹具体(5)一端与所述第二连接杆(4)可拆卸连接，所述夹具体(5)侧壁开设有安装槽(6)，所述安装槽(6)与所述夹具体(5)远离所述第二连接杆(4)的端面连通，所述夹具体(5)底端固接有第一承载台(7)，所述第一承载台(7)侧壁开设有第一豁口(8)，所述第一豁口(8)与所述安装槽(6)对应设置，所述第一承载台(7)顶端固接有两第一试样台(9)，所述第一豁口(8)位于两所述第一试样台(9)之间，所述安装槽(6)内设置有绝缘垫片和试样座，所述试样座位于所述绝缘垫片远离所述夹具体(5)的一侧。4.根据权利要求3所述的用于脉冲电流辅助低温拉伸的装置，其特征在于：所述绝缘垫片包括设置在所述安装槽(6)内的第一配合板(10)，所述第一配合板(10)与所述夹具体(5)侧壁接触，所述第一配合板(10)远离所述夹具体(5)的侧壁上固接有第二承载台(11)，所述第二承载台(11)与所述第一承载台(7)抵接，所述第二承载台(11)远离所述第一配合板(10)的侧壁上固接有第二试样台(12)，所述第一试样台(9)顶端与所述第二试样台(12)顶端平齐，所述第二承载台(11)底端固接有C形凸台(13)，所述第二承载台(11)上开设有第二豁口(14)，所述C形凸台(13)与所述第二豁口(14)连通，且所述C形凸台(13)外侧壁与所述第一豁口(8)相适配。5.根据权利要求4所述的用于脉冲电流辅助低温拉伸的装置，其特征在于：所述试样座包括设置在所述第二承载台(11)上方的第二配合板(15)，所述第二配合板(15)一侧与所述第一配合板(10)接触，所述第二配合板(15)远离所述第一配合板(10)的一侧设置有通电螺纹孔(16)和第三承载台(17)，所述第二配合板(15)通过所述通电螺纹孔(16)与所述脉冲电源(2)电性连接，所述第三承载台(17)与所述第二配合板(15)固接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩建超，张孟非，邓瑞君，王昊，卫俊鑫，牛辉，贾燚，任忠凯，刘元铭，王涛，
申请(专利权)人：太原清泽智成科技合伙企业有限合伙，
类型：发明
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