一种宽温域金属板材杯突试验装置，涉及一种杯突试验装置。为了解决现有的杯突试验装置无法进行宽温域杯突测试的问题。本发明专利技术金属板材宽温域杯突试验装置由壳体、保温盖、多功能探头支架、样品固定压板、样品固定底座、多功能冲头、隔热块、连接块和液压缸构成；本发明专利技术通过设置能实现低温的多功能冲头和设置实现高温的样品固定装置，以及在装置内设置的真空绝热板，使得本发明专利技术装置能够在宽温域下进行杯突试验，并且能够定量控制温度场，可得到温度与材料冲压能力之间关系实时监测杯突过程中材料各监测点处的实际温度、变形量和裂纹的扩展，以获得材料在复杂环境下的成形性能。以获得材料在复杂环境下的成形性能。以获得材料在复杂环境下的成形性能。
【技术实现步骤摘要】
一种金属板材宽温域杯突试验装置
[0001]本专利技术涉及一种杯突试验装置。
技术介绍
[0002]金属杯突试验常用来测试金属板材成形性能的一种试验方法，其原理为夹紧的试样被一端部为球形的冲头压入压模，直至出现一条穿透裂纹。此时，依据冲头位移测出的凹痕深度即为实验结果。随着材料技术的不断发展，一大批新材料被应用于航天航空，深空探测等领域，对材料在特殊复杂工况下的服役性能提出了更高的要求。
[0003]众所周知，温度是影响金属材料杯突测试的成形性能的重要因素。一般来说，高温会加速原子扩散、位错攀移等现象从而提升金属材料的性能。近年来的研究发现部分合金的韧脆转折温度很低，甚至在零下258℃都具有优良的强度和塑性。这大大拓宽了材料成形的温度范围，对研究材料性能的设备提出了新要求。
[0004]现有的杯突试验装置仅能在高温和室温、或在低温和室温下进行杯突变形，无法在利用一台杯突试验机对金属板材进行高温、室温以及低温的宽温域杯突测试。因此，本领域亟需一种能够在宽温域下进行杯突试验的试验装置以获得材料在复杂环境下的成形性能。
技术实现思路
[0005]本专利技术为了解决现有的杯突试验装置无法进行宽温域杯突测试的问题，提出一种宽温域金属板材杯突试验装置。
[0006]本专利技术金属板材宽温域杯突试验装置由壳体1、保温盖2、多功能探头支架3、样品固定压板4、样品固定底座5、多功能冲头6、隔热块7、连接块8和液压缸9构成；
[0007]所述壳体1设置在底座24上，保温盖2开口朝向设置在壳体1的顶板的上表面，保温盖2的顶部中心设置有换气孔15，换气孔15下方设置有横向的挂杆16；壳体1的顶板中心开有冲头通过孔，壳体1的顶板中心，样品固定压板4设置在样品固定底座5的上表面，样品固定压板4和样品固定底座5上分别开有与冲头通过孔等大且同心的通孔，金属样品板材25通过样品固定压板4压紧在样品固定底座5上，金属样品板材25覆盖在样品固定底座5的通孔上；样品固定底座5的上表面设置有环形的围绕通孔的凹槽，凹槽内设置有电阻丝11；样品固定压板4上表面设置有温度传感器探头13；多功能冲头6、隔热块7、连接块8和液压缸9设置在壳体1内，多功能冲头6、隔热块7、连接块8和液压缸9由上至下依次连接，多功能冲头6设置在壳体1的顶板中心的冲头通过孔内；多功能探头支架3为圆柱体，多功能探头支架3的下端面开有两个探头安装槽23，摄像头和位移传感器探头分别设置在探头安装槽23内，多功能探头支架3通过挂钩18挂在挂杆16上；多功能冲头6的上端为球面，多功能冲头6的下部设置有横向的液氮输入管路19，多功能冲头6的上部设置有多个竖向的液氮分支管路20，液氮分支管路20与液氮输入管路19联通，通液氮分支管路20通过液氮排气孔21与外部连通。
[0008]本专利技术原理及有益效果为：
[0009]本专利技术通过设置能实现低温的多功能冲头和设置实现高温的样品固定装置，以及在装置内设置的真空绝热板，使得本专利技术装置能够在宽温域下进行杯突试验，并且能够定量控制温度场，可得到温度与材料冲压能力之间关系实时监测杯突过程中材料各监测点处的实际温度、变形量和裂纹的扩展，以获得材料在复杂环境下的成形性能。
附图说明
[0010]图1为实施例1中金属板材宽温域杯突试验装置的结构示意图；
[0011]图2为保温盖2的结构示意图；
[0012]图3为多功能冲头6的剖面图；
[0013]图4为多功能冲头6、隔热块7、连接块8和液压缸9的连接示意图。
[0014]图5为实施例1中常温无物理场杯突试验后样品的实物图；
[0015]图6为实施例1中高温条件下杯突试验后样品的实物图；
[0016]图7为实施例1中低温条件下杯突试验后样品的实物图。
具体实施方式
[0017]本专利技术技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意合理组合。
[0018]具体实施方式一：本实施方式金属板材宽温域杯突试验装置由壳体1、保温盖2、多功能探头支架3、样品固定压板4、样品固定底座5、多功能冲头6、隔热块7、连接块8和液压缸9构成；
[0019]所述壳体1设置在底座24上，保温盖2开口朝向设置在壳体1的顶板的上表面，保温盖2的顶部中心设置有换气孔15，换气孔15下方设置有横向的挂杆16；换气孔15方便通过导线以及平衡内外气压。壳体1的顶板中心开有冲头通过孔，壳体1的顶板中心，样品固定压板4设置在样品固定底座5的上表面，样品固定压板4和样品固定底座5上分别开有与冲头通过孔等大且同心的通孔，金属样品板材25通过样品固定压板4压紧在样品固定底座5上，金属样品板材25覆盖在样品固定底座5的通孔上；样品固定底座5的上表面设置有环形的围绕通孔的凹槽，凹槽内设置有电阻丝11；样品固定压板4上表面设置有温度传感器探头13；温度传感器探头13用于监测杯突过程中的板材的温度；电阻丝11用于实现高温下杯突试验；
[0020]多功能冲头6、隔热块7、连接块8和液压缸9设置在壳体1内，多功能冲头6、隔热块7、连接块8和液压缸9由上至下依次连接，多功能冲头6设置在壳体1的顶板中心的冲头通过孔内；隔热块7能够隔绝多功能冲头(8)的温度向下传导。
[0021]多功能探头支架3为圆柱体，多功能探头支架3的下端面开有两个探头安装槽23，摄像头和位移传感器探头分别设置在探头安装槽23内，多功能探头支架3通过挂钩18挂在挂杆16上；位移传感器探头用于探测杯突变形中板材各处的位移；摄像头用于监测杯突过程中的板材的裂纹的扩展。
[0022]多功能冲头6的上端为球面，多功能冲头6的下部设置有横向的液氮输入管路19，多功能冲头6的上部设置有多个竖向的液氮分支管路20，液氮分支管路20与液氮输入管路19联通，通液氮分支管路20通过液氮排气孔21与外部连通。液氮从液氮输入管路19进入多功能冲头6，再分散至每个液氮分支管路20对多功能冲头6进行降温，最终由液氮排气孔21
排出到外部。
[0023]本实施方式具备以下有益效果：
[0024]本专利技术通过设置能实现低温的多功能冲头和设置实现高温的样品固定装置，以及在装置内设置的真空绝热板，使得本专利技术装置能够在宽温域下进行杯突试验，并且能够定量控制温度场，可得到温度与材料冲压能力之间关系实时监测杯突过程中材料各监测点处的实际温度、变形量和裂纹的扩展，以获得材料在复杂环境下的成形性能。
[0025]具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述多功能冲头6与壳体1的顶板中心冲头通过孔之间设置有限位橡胶圈12，能够保持多功能冲头6的冲压方向竖直向上。
[0026]具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述电阻丝11通过导线与电源连接。
[0027]具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述挂杆16两端分别与保温盖2的内壁固接。
[0028]具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种金属板材宽温域杯突试验装置，其特征在于：金属板材宽温域杯突试验装置由壳体(1)、保温盖(2)、多功能探头支架(3)、样品固定压板(4)、样品固定底座(5)、多功能冲头(6)、隔热块(7)、连接块(8)和液压缸(9)构成；所述壳体(1)设置在底座(24)上，保温盖(2)开口朝向设置在壳体(1)的顶板的上表面，保温盖(2)的顶部中心设置有换气孔(15)，换气孔(15)下方设置有横向的挂杆(16)；壳体(1)的顶板中心开有冲头通过孔，壳体(1)的顶板中心，样品固定压板(4)设置在样品固定底座(5)的上表面，样品固定压板(4)和样品固定底座(5)上分别开有与冲头通过孔等大且同心的通孔，金属样品板材(25)通过样品固定压板(4)压紧在样品固定底座(5)上，金属样品板材(25)覆盖在样品固定底座(5)的通孔上；样品固定底座(5)的上表面设置有环形的围绕通孔的凹槽，凹槽内设置有电阻丝(11)；样品固定压板(4)上表面设置有温度传感器探头(13)；多功能冲头(6)、隔热块(7)、连接块(8)和液压缸(9)设置在壳体(1)内，多功能冲头(6)、隔热块(7)、连接块(8)和液压缸(9)由上至下依次连接，多功能冲头(6)设置在壳体(1)的顶板中心的冲头通过孔内；多功能探头支架(3)为圆柱体，多功能探头支架(3)的下端面开有两个探头安装槽(23)，摄像头和位移传感器探头分别设置在探头安装槽(23)内，多功能探头支架(3)通过挂钩(18)挂在挂杆(16)上；多功能冲头(6)的上端为球面，多功能冲头(6)的下部设置有横向的液氮输入管路(19)，多功能冲头(6)的上部设置有多个竖向的液氮分支管路(20)，液氮分支管路(20)与液氮输入管路(19)联通，通液氮分支管路(20)通过液氮排气孔(21)与外部连通。2.根据权利要求1所述的金属板材宽温域杯突试验装置，其特征在于：所述多功能冲头(6)与壳体(1)的顶板中心冲头通过孔之间设置有限位橡胶圈(12)。3.根据权利要求1所述的金属板材宽温域杯突试验装置，其特征在于：所述电阻丝(11)通过导线与电源连接。4.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：宁志良，王克研，黄永江，于海平，程子建，赵文杰，孙剑飞，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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