金屬板材衝壓彎曲彈復力學性能測量裝置的製作方法

2023-05-30 16:09:36

專利名稱：金屬板材衝壓彎曲彈復力學性能測量裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於金屬板材彎曲力學性能測量領域，具體涉及ー種金屬板材衝壓彎曲彈復力學性能測量裝置。
背景技術：
目前，國內外在金屬板材彎曲力學性能測量裝置上採用三點彎曲、四點彎曲原理，通過測量金屬變形支點的受力，從而得到金屬板材彎曲力學性能。這種裝置在測量反覆彎曲吋，誤差大，數據處理複雜。在軋板加工中，得到的板材一般都有輕微的彎曲變形，為了矯正這些彎曲部位，首選需要得到該板材的衝壓彎曲彈復力學性能數據，為後續的加工提供參數。本發明通過直接測量金屬變形的彎矩，得到金屬板材彎曲力學性能，尤其在測量金屬板材衝壓彎曲彈復力學性能時誤差小，操作簡單，同時設備還有結構簡單、造價低廉等特

發明內容
本發明為了解決傳統的金屬板材彎曲力學性能測量裝置在測量金屬板材時，反覆彎曲、誤差大和數據處理複雜的問題，從而提供ー種金屬板材衝壓彎曲彈復力學性能測量裝置。本發明採取的技術方案是ー種金屬板材衝壓彎曲彈復力學性能測量裝置，包括機架、從動轉軸、主動轉軸、力矩馬達、接軸、測角度編碼器和螺釘。所述的機架包括機架上平臺、機架下平臺和機架架頭，機架上平臺設有上機架滑道，機架下平臺設有下機架滑道。在機架上設有主動轉軸，主動轉軸上端連接機架上平臺，下端連接機架下平臺，主動轉軸上設有安裝式樣的鉗ロ，鉗口上設有固定式樣的螺釘。機架架頭上安裝カ矩馬達，力矩馬達上設有測角度編碼器，力矩馬達通過接軸與主動轉軸連接。在上機架滑道，下機架滑道之間穿設有從動轉軸，從動轉軸上設有安裝式樣的鉗ロ，鉗口上設有固定式樣的螺釘。所述的金屬板材衝壓彎曲彈復力學性能測量裝置，從動轉軸上端和下端分別設有軸承裝置，主動轉軸上端和下端分別設有軸承裝置。本裝置的測試過程如下，試樣固定到從轉動軸、主動轉軸的鉗口上。カ矩馬達通過接軸帶動主動轉軸轉動。在試樣隨主動轉軸彎曲轉動時，從動轉軸可隨試樣沿機架的滑道向主動轉軸方向移動，以滿足幾何變形。試樣的彎曲變形彎矩通過力矩馬達的電流電壓的測量轉換得到，試樣的彎曲轉角可通過測角度編碼器得到。試樣變形區弦長可用卡尺測量。
裝置記錄的板材彎曲的彎矩和轉角，通過材料力學理論可轉化為板材彎曲的變形和受カ等力學性能數據。本發明裝置的有益效果在於通過直接測量金屬變形的彎矩，從而得到金屬板材彎曲力學性能，所以本發明在測量金屬板材衝壓彎曲彈復力學性能時誤差小，操作簡單。同時本發明還具有結構簡單、造價低廉的特點。


圖I為金屬板材衝壓彎曲彈復力學性能測量裝置正視 圖2為金屬板材衝壓彎曲彈復力學性能測量裝置側視 圖3為金屬板材衝壓彎曲彈復力學性能測量裝置俯視 圖4為金屬板材衝壓彎曲彈復力學性能測量裝置立體圖中I-機架，2-機架上平臺，3-機架下平臺，4-機架架頭，5-從動轉軸，6-主動轉軸，7-カ矩馬達，8-接軸，9-測角度編碼器，10-螺釘，11-試樣，12-上機架滑道，13-下機架滑道。
具體實施例方式如圖1、2、3、4所示ー種金屬板材衝壓彎曲彈復力學性能測量裝置，包括機架I、從動轉軸5、主動轉軸6、力矩馬達7、接軸8、測角度編碼器9和螺釘10。所述的機架I包括機架上平臺2、機架下平臺3和機架架頭4，機架上平臺2設有上機架滑道12，機架下平臺3設有下機架滑道13。在機架I上設有主動轉軸6，主動轉軸6上端連接機架上平臺2，下端連接機架下平臺3，主動轉軸6上設有安裝式樣的鉗ロ，鉗口上設有固定式樣11的螺釘10。機架架頭4上安裝力矩馬達7，力矩馬達7上設有測角度編碼器9，力矩馬達7通過接軸8與主動轉軸6連接。在上機架滑道12，下機架滑道13之間穿設有從動轉軸5，從動轉軸5上設有安裝式樣11的鉗ロ，鉗口上設有固定式樣11的螺釘10。從動轉軸5上端和下端分別設有軸承裝置，主動轉軸6上端和下端分別設有軸承裝置。實施例I :將板材試樣11固定到從動轉軸5、主動轉軸6的鉗ロ之間。力矩馬達7通過接軸8帶動主動轉軸6轉動,轉動可進行單次轉動和反覆轉動。試樣11變形區弦長可用卡尺測量。通過記錄的板材彎曲的彎矩和轉角，通過材料力學理論可轉化為板材彎曲的變形和受カ等力學性能數據。板材試樣的力學特徵屈服強度和彈性模量 具體數據可以採用以下處理流程
板材試樣截面的取厚度h=4mm,寬度b=40mm ;
板材彎曲的彎矩=力矩馬達扭矩記做M ；
板材彎曲的轉角記做Θ ；
板材彎曲變形弦長記做L ；
板材彎曲變形區曲率半徑r=(0. 5*LV(sin Θ )；
從主動轉軸轉動開始每個某一角度(如取O. 1° )做一次數據記錄。從而形成一系列的M與Ι/r的關係。通過描點可形成曲線O B ,橫坐標為Ι/r,縱坐標為M,坐標原點O, A點為曲線O B
4上線性段與非線性段轉折點，O A為直線為線性段，A B為曲線為非線性段。A點對應的圖中M值為MA，l/r值CA ;
板材試樣的力學特性屈服強度os=(4*MA)/(b *h*h)；
板材試樣的力學特徵彈性模量E= (2*σ s)/(CA*h)；
實驗所得數據M、L、Θ，形成曲線0B，A點對應的圖中M值為MA=5. 68*104N*mm, Ι/r值CA=8. 45*10_4 (1/mm)；
計算所得
板材試樣的力學特性屈服強度σ s=355MPa ；
板材試樣的力學特徵彈性模量E=210059MPa。
權利要求
1.ー種金屬板材衝壓彎曲彈復力學性能測量裝置，其特徵在於包括機架(I)、從動轉軸(5)、主動轉軸(6)、力矩馬達(7)、接軸(8)、測角度編碼器(9)和螺釘(10); 所述的機架(I)包括機架上平臺(2)、機架下平臺(3)和機架架頭(4)，機架上平臺(2)設有上機架滑道(12 )，機架下平臺(3 )設有下機架滑道(13 ); 在機架(I)上設有主動轉軸(6)，主動轉軸(6)上端連接機架上平臺(2)，下端連接機架下平臺(3)，主動轉軸(6)上設有安裝式樣的鉗ロ，鉗口上設有固定式樣(11)的螺釘(10); 機架架頭(4)上安裝力矩馬達(7)，力矩馬達(7)上設有測角度編碼器(9)，力矩馬達(7)通過接軸(8)與主動轉軸(6)連接； 在上機架滑道(12 )，下機架滑道(13 )之間穿設有從動轉軸(5 )，從動轉軸(5 )上設有安裝式樣的鉗ロ，鉗口上設有固定式樣(11)的螺釘(10 )。
2.根據權利要求I所述的金屬板材衝壓彎曲彈復力學性能測量裝置，其特徵在於從動轉軸(5)上端和下端分別設有軸承裝置，主動轉軸(6)上端和下端分別設有軸承裝置。
全文摘要
本發明屬於金屬板材彎曲力學性能測量領域，具體涉及一種金屬板材衝壓彎曲彈復力學性能測量裝置。為了解決傳統的金屬板材彎曲力學性能測量裝置在測量金屬板材時，反覆彎曲、誤差大和數據處理複雜的問題。從而提供一種金屬板材衝壓彎曲彈復力學性能測量裝置。金屬板材衝壓彎曲彈復力學性能測量裝置包括機架、從動轉軸、主動轉軸、力矩馬達、接軸、測角度編碼器和螺釘。本發明裝置通過直接測量金屬變形的彎矩，從而得到金屬板材彎曲力學性能，所以本發明在測量金屬板材衝壓彎曲彈復力學性能時誤差小，操作簡單。
文檔編號G01N3/20GK102914472SQ201210354078
公開日2013年2月6日 申請日期2012年9月21日 優先權日2012年9月21日
發明者趙曉東, 秦敏, 陳慧琴, 劉建生, 何文武 申請人:太原科技大學