【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及擦系数测量，尤其是涉及一种金属超薄板多能场拉延摩擦系数测量装置与实验方法。
技术介绍
1、金属双极板作为质子交换膜燃料电池中的重要部件，承担着提供氢气、氧气和传输冷却流体等诸多作用，为提升质子交换膜燃料电池的使用寿命，改善金属双极板的成形质量尤为重要，因此在金属薄板冲压成形过程中引入超声场、电场等物理场，用于改善双极板的成形质量。此外双极板多能场冲压成形过程中的摩擦条件对于成形质量的影响不容忽视，拉延筋约束处摩擦系数过低容易使双极板两端出现成形不足的情况，而摩擦系数过高又容易使得双极板减薄出现裂纹。为得到双极板成形过程中拉延筋处合适的摩擦系数，用于改善成形质量。
2、因此，有必要提供一种金属超薄板多能场拉延摩擦系数测量装置与实验方法，来解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种金属超薄板多能场拉延摩擦系数测量装置与实验方法，用于测定多能场辅助金属薄板冲压过程中的拉延筋约束处的摩擦系数，从而提高金属双极板冲压过程的有限元模拟精度，进而得到最佳的摩擦条件，改善双极板成形质量。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种金属超薄板多能场拉延摩擦系数测量装置，包括液压缸，所述液压缸设置在架构的顶部，所述液压缸通过活塞杆与移动台连接，所述移动台下方设置有连接座，所述连接座通过螺栓与连接移动台和负荷传感器连接固定，所述负载传感器下方设置有绝缘垫，绝缘垫包括上绝缘垫和下绝缘垫，上绝缘垫上设置有固定筋凸模或滚动筋凸模，下绝缘垫上设置有固定筋凹模
3、一种金属超薄板多能场拉延摩擦系数测量装置的实验方法，包括以下步骤：
4、s1：通过螺栓实现滚动筋凸模、滚动筋凹模与负荷传感器与架构的连接；
5、s2：将试样放置在滚动筋凹模上侧，并用夹头将试样左侧夹紧，同时滚动筋凹模与试样的上表面接触；
6、s3：测量不施加能场的拉延摩擦系数，启动测量装置，设定好滚动筋凸模下压力fp和拉延速率，滚动筋凸模在液压缸的作用下向下移动，将试样压紧后对试样进行拉延，记录当前拉延力p1；
7、s4：用固定筋凸模和固定筋凹模替换滚动筋凸模和滚动筋凹模，使用步骤s3设定实验条件对试样进行拉延，记录下拉延力p2，将下压力和两次拉延力数据带入公式μ＝(p2-p1)/(fp×π)中求出摩擦系数μ；
8、s5：测量施加电场的拉延摩擦系数，按照步骤s1-s2安装好滚动筋凸模和滚动筋凹模之后启动测量装置，设定好下压力fpe和拉延速率，试样压紧后启动电源，电流通过滚动筋凸模流向试样，对试样进行拉延，记录下此时的拉延力p1e；
9、s6：用固定筋凸模和固定筋凹模替换滚动筋凸模和滚动筋凹模，在不改变下实验参数的情况下重复步骤s5，记录此时的拉延力p2e，将得到的下压力和拉延力数据带入公式μe＝(p2e-p1e)/(fpe×π)中计算摩擦系数μe；
10、s7：测量施加超声场的拉延摩擦系数，重复步骤s1-s2安装好测量装置后，设定好下压力fpu和拉延速率，试样压紧后启动超声发生器，超声场通过滚动筋凹模输入，同时对试样进行拉延，记录下当前拉延力p1u；
11、s8：用滚动筋凸模和滚动筋凹模替换固定筋凸模和固定筋凹模，在不改变下压力和拉延速率的情况下重复步骤s7，记录拉延力p2u，后将数据带入公式μu＝(p2u-p1u)/(fpu×π)中计算摩擦系数μu；
12、s9：测量同时施加电场和超声场的拉延摩擦系数，重复步骤s1-s2安装好测量装置后，设定好拉延速率和下压力fpm；试样压紧后通过超声换能器和电流接口引入超声场和电场，同时对试样进行拉延，记录拉延力p1m；
13、s10：用滚动筋凸模和滚动筋凹模替换固定筋凸模和固定筋凹模，重复步骤s9，在不改变实验参数的情况下，对试样进行拉延，记录下拉延力p2m，将数据带入公式μm＝(p2m-p1m)/(fpm×π)中计算出摩擦系数μm。
14、优选的，固定筋凸模或滚动筋凸模与对应的固定筋凹模或滚动筋凹模之间设置有夹头。
15、因此，本专利技术采用上述一种金属超薄板多能场拉延摩擦系数测量装置与实验方法，具备以下有益效果：
16、(1)本专利技术测量装置可测得不同辅助冲压成形条件下的摩擦润滑条件，对改进板材成形质量有很大帮助。
17、(2)本专利技术基于测量装置可以测量出无物理场、电场、超声场、超声-电场四种情况下的拉延摩擦系数，节省了时间和资源。
18、(3)本专利技术中用于测定多能场辅助金属薄板冲压过程中的拉延筋约束处的摩擦系数，从而提高金属双极板冲压过程的有限元模拟精度，进而得到最佳的摩擦条件，改善双极板成形质量。
19、下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
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1.一种金属超薄板多能场拉延摩擦系数测量装置，其特征在于：包括液压缸，所述液压缸设置在架构的顶部，所述液压缸通过活塞杆与移动台连接，所述移动台下方设置有连接座，所述连接座通过螺栓与连接移动台和负荷传感器连接固定，所述负载传感器下方设置有绝缘垫，绝缘垫包括上绝缘垫和下绝缘垫，上绝缘垫上设置有固定筋凸模或滚动筋凸模，下绝缘垫上设置有固定筋凹模或滚动筋凹模，所述固定筋凸模或滚动筋凸模上设置有电流接口，所述固定筋凹模或滚动筋凹模上设置有超声换能器。
2.一种金属超薄板多能场拉延摩擦系数测量装置的实验方法，其特征在于：包括以下步骤：
3.根据权利要求1中所述的一种金属超薄板多能场拉延摩擦系数测量装置，其特征在于：固定筋凸模或滚动筋凸模与对应的固定筋凹模或滚动筋凹模之间设置有夹头。
【技术特征摘要】
1.一种金属超薄板多能场拉延摩擦系数测量装置，其特征在于：包括液压缸，所述液压缸设置在架构的顶部，所述液压缸通过活塞杆与移动台连接，所述移动台下方设置有连接座，所述连接座通过螺栓与连接移动台和负荷传感器连接固定，所述负载传感器下方设置有绝缘垫，绝缘垫包括上绝缘垫和下绝缘垫，上绝缘垫上设置有固定筋凸模或滚动筋凸模，下绝缘垫上设置有固定筋凹模或滚动筋凹模...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨岩峰，蔡文涛，李恒，郭良刚，赵张龙，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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