鈑金綜合實驗機的製作方法

2023-04-29 12:05:16

專利名稱：鈑金綜合實驗機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種綜合性測試金屬鈑材多利物理力學性能參數的實驗設備。
背景技術：
在對鈑金材料進行有限元分析領域和計算機仿真分析中，常常需要用到金屬材料的各種性能參數，但迄今為止，鈑金材料的各種性能參數都是從書本查閱到的若干年以前的一些經驗參數，而這些參數的獲得都是通過對一批或一類板材測試後獲得而被一直沿用到至今。隨著新材料技術的不斷發展，這些手冊上的參數越來越不能真實地反映各種新型金屬材料的物理、力學性能，更不能適用於有限元分析和計算機仿真領域的精確的數值計算。至今，國內外還沒有一種設備能夠真正精確地測試出鈑金材料的多種參數。

發明內容
本發明所要解決的技術問題就是提供一種可測試鈑金材料物理、力學性能參數，集機電、液壓、數據採集、數據處理一體化，多功能、易於使用維護、真實、精確、可靠、高效的鈑金綜合實驗機。
解決上述技術問題採用以下技術方案，本發明的鈑金綜合實驗機，包括機架、固定塔壓緊機構、移動塔壓緊機構、拉力臂機構、測試室、裝於測試室內的加力器、控制面板、配電系統櫃、以及液壓系統、數據採集系統、計算機數據處理系統，所述固定塔壓緊機構豎直與機架固定成一體，移動塔壓緊機構置於固接於機架上的軌道上，並可沿軌道移動，所述液壓系統包括液壓系統櫃和分別通過管道與它相連的拉伸油缸、移動塔夾緊油缸、固定塔夾緊油缸，拉伸油缸通過拉伸油缸支架固定在機架上，固定塔夾緊油缸、移動塔夾緊油缸分別安裝在固定塔壓緊機構和移動塔壓緊機構上，所述數據採集系統包括拉力傳感器、移動塔壓力傳感器、固定塔壓力傳感器、轉動變形位移傳感器、移動傳感器、線性位移傳感器，拉力傳感器、移動塔壓力傳感器、固定塔壓力傳感器分別裝於前述拉伸油缸、移動塔夾緊油缸、固定塔夾緊油缸的推力頭部，移動傳感器、轉動變形位移傳感器裝於測試室內，線性位移傳感器裝於移動塔壓緊機構與軌道之間。所述計算機數據處理系統包括計算機主機及其數據處理軟體，計算機主機與控制面板、配電系統櫃以及上述傳感器之間為電連接。
本發明集機電、液壓、數據採集、數據處理一體化，具有測量材料彈塑性本構關係性能參數，摩擦係數以及鈑金材料大位移、大轉動、大變形的力與位移關係等多種功能，且測試精確、可靠、高效、使用維護方便，整機結構體積小，性能價格比高。


圖1是本發明的正視結構示意2是表示拉力臂4與移動塔壓緊機構14以及機架33、固定塔壓緊機構20等連接關係的俯視示意圖。
附圖標號分別表示1、控制面板2、回拉卡片 3、推力頭4、拉力臂機構 5、拉力傳感器 6、拉伸油缸7、拉伸油缸支架8、計算機 9、推力杆10、移動塔下模塊 11、移動塔上模頭 12、移動塔夾緊油缸
13、移動塔壓力傳感器14、移動塔壓緊機構15、測試材料彈塑性本構關係及摩擦係數的試件16、固定塔上模頭17、固定塔下模塊18、固定塔壓力傳感器19、固定塔夾緊油缸20、固定塔壓緊機構 21、移動傳感器22、測試室 23、多功能測試卡子24、轉動變形位移傳感器 25、加力器26、測試鈑金大位移、大變形、大轉動的試件27、液壓系統櫃 28、推力擋板29、線性位移傳感器 30、工具櫃31、配電系統櫃32、道軌33、機架34、拉力圍板
具體實施例方式如圖1、2所示，本發明包括機架33、固定塔壓緊機構20、移動塔壓緊機構14、拉力臂機構4、測試室22、裝於測試室22內的加力器25、控制面板1、配電系統櫃31、以及液壓系統、數據採集系統、計算機數據處理系統。所述固定塔壓緊機構20豎直與機架33固定成一體，移動塔壓緊機構14置於固接於機架33上的軌道32上，並可沿軌道32移動。所述液壓系統包括液壓系統櫃27和分別通過管道與它相連的拉伸油缸6、移動塔夾緊油缸12、固定塔夾緊油缸19，拉伸油缸6通過拉伸油缸支架7固定在機架33上，固定塔夾緊油缸19、移動塔夾緊油缸12分別安裝在固定塔壓緊機構20和移動塔壓緊機構14上。所述數據採集系統包括拉力傳感器5、移動塔壓力傳感器13、固定塔壓力傳感器18、轉動變形位移傳感器24、移動傳感器21、線性位移傳感器29、傳感器5、13、18分別裝於前述油缸6、12、19的推力頭部，傳感器21、24裝於測試室內，傳感器29裝於移動塔壓緊機構14與軌道32之間。所述計算機數據處理系統包括計算機主機8及其數據處理軟體，計算機主機8與控制面板1、配電系統櫃31以及上述傳感器5、13、18、24、29、21之間為電連接。
作為本發明的進一步改進，所述移動塔壓緊機構內設置有移動塔下模塊10和移動塔上模頭11。所述固定塔壓緊機構內設置有固定塔下模塊17和固定塔上模頭16。所述拉力傳感器5與拉力臂機構4之間設置有推力頭3和回拉卡片2。所述機架上可設置有推力擋板28、拉力圍板34、工具櫃30。所述的加力器25與轉動變形位移傳感器24之間裝有多功能測試卡子23。
本發明的工作原理及過程概述如下利用兩個油缸12、19產生推力通過機架33上的固定壓緊塔機構20和移動壓緊塔機構14以及模頭10、11、16、17實施對試件15兩端的夾緊，其中一個壓緊塔機構20固定在機架33上，另一個壓緊塔機構14在拉伸油缸的推動下可沿機架33上的軌道32作線性運動，從而實現對試件15的拉伸。試件15的變化量通過線性位移傳感器29進行檢測，通過計算機系統8對有關的傳感器、5、13、18、29的信息變化量進行處理，可獲得實驗件15材料彈塑性本構關係性能參數。
拉伸構件2、3、4、5、6、7的設計是根據液壓油缸6拉力與推力的不同特性，為發揮液壓油缸的最大功效而設計的。它是利用了推力並通過拉力臂機構4將拉力轉換方向變成對移動塔壓緊機構14的拉力，同時也縮小了整機的結構體積，提高了性能價格比。
在液壓油缸6、12、19的推力頭部裝置一個高靈敏度的傳感器5、13、18，不僅對液壓油缸6、12、19產生的推力進行監控，也可以通過計算機數據處理系統8對試件15兩端的壓緊力以及拉力進行調控。
為了測試材料的彈塑性本構性能關係，除了上述的使材料受力的過程之外，還必須利用試件的受力變形狀況對受力狀況進行反饋調控。因此，在移動塔壓緊機構14與軌道32之間安裝一個高精密度的位移傳感器29，對試件的應變進行監測。
本發明中，摩擦係數的測試是通過調控固定壓緊塔機構20的模頭16、模塊17對試件15的壓力，在拉伸油缸6的推動下實施對試件的水平拉伸，通過數據採集系統5、13、18、29以及移動傳感器21，計算機數據處理系統可獲得試件15與模具16、17之間的摩擦係數。
鈑金材料大位移、大轉動、大變形的力與位移關係測試是通過測試室22內的加力器25對試件26測試端加力，另一端由固定壓緊塔機構20的模頭模塊16、17壓緊。轉動變形位移傳感器24將信息變化量通過計算機8的數據處理可獲得實驗件在大位移、大轉動、大變形情況下的力與位移關係。
為了能精確測試受力點以及該點的位移，本發明還設計了一個測試卡子23，改善被測工件測試點與傳感器連接效果，使之精確、可靠、穩定，通過它，能準確地將力加載到實驗件26所要求的部位，並能準確地測出該受力點在大位移、大轉動、大變形情況下的力與位移關係。
權利要求
1.一種鈑金綜合實驗機，其特徵在於它包括機架(33)、固定塔壓緊機構(20)、移動塔壓緊機構(14)、拉力臂機構(4)、測試室(22)、裝於測試室(22)內的加力器(25)、控制面板(1)、配電系統櫃(31)、以及液壓系統、數據採集系統、計算機數據處理系統，所述固定塔壓緊機構(20)豎直與機架(33)固定成一體，移動塔壓緊機構(14)置於固接於機架(33)上的軌道(32)上，並可沿軌道(32)移動，所述液壓系統包括液壓系統櫃(27)和分別通過管道與它相連的拉伸油缸(6)、移動塔夾緊油缸(12)、固定塔夾緊油缸(19)，拉伸油缸(6)通過拉伸油缸支架(7)固定在機架(33)上，固定塔夾緊油缸(19)、移動塔夾緊油缸(12)分別安裝在固定塔壓緊機構(20)和移動塔壓緊機構(14)上，所述數據採集系統包括拉力傳感器(5)、移動塔壓力傳感器(13)、固定塔壓力傳感器(18)、轉動變形位移傳感器(24)、移動傳感器(21)、線性位移傳感器(29)，傳感器(5)、(13)、(18)分別裝於前述油缸(6)、(12)、(19)的推力頭部，傳感器(21)、(24)裝於測試室內，傳感器(29)裝於移動塔壓緊機構(14)與軌道(32)之間，所述計算機數據處理系統包括計算機主機(8)及其數據處理軟體，計算機主機(8)與控制面板(1)、配電系統櫃(31)以及上述傳感器(5)、(13)、(18)、(24)、(29)、(21)之間為電連接。
2.根據權利要求1所述的鈑金綜合實驗機，其特徵在於所述移動塔壓緊機構內設置有移動塔下模塊(10)和移動塔上模頭(11)。
3.根據權利要求1所述的鈑金綜合實驗機，其特徵在於所述固定塔壓緊機構內設置有固定塔下模塊(17)和固定塔上模頭(16)。
4.根據權利要求1所述的鈑金綜合實驗機，其特徵在於所述拉力傳感器(5)與拉力臂機構(4)之間設置有推力頭(3)和回拉卡片(2)。
5.根據權利要求1所述的鈑金綜合實驗機，其特徵在於所述機架上設置有推力擋板(28)。
6.根據權利要求1所述的鈑金綜合實驗機，其特徵在於所述機架上設置有拉力圍板(34)。
7.根據權利要求1所述的鈑金綜合實驗機，其特徵在於所述的加力器(25)與轉動變形位移傳感器(24)之間裝有多功能測試卡子(23)。
8.根據權利要求1所述的鈑金綜合實驗機，其特徵在於所述的機架上設置有工具櫃(30)。
全文摘要
一種鈑金綜合實驗機,它包括機架(33)、固定塔壓緊機構(20)、移動塔壓緊機構(14)、拉力臂機構(4)、測試室(22)、裝於測試室(22)內的加力器(25)、控制面板(1)、配電系統櫃(31)、以及液壓系統、數據採集系統、計算機數據處理系統,所述固定塔壓緊機構(20)豎直與機架(33)固定成一體,移動塔壓緊機構(14)置於固接於機架(33)上的軌道(32)上,並可沿軌道(32)移動,所述液壓系統包括液壓系統櫃(27)和分別通過管道與它相連的拉伸油缸(6)、移動塔夾緊油缸(12)、固定塔夾緊油缸(19),所述數據採集系統包括拉力傳感器(5)、移動塔壓力傳感器(13)、固定塔壓力傳感器(18)、轉動變形位移傳感器(24)、移動傳感器(21)、線性位移傳感器(29),所述計算機數據處理系統包括計算機主機(8)及其數據處理軟體。
文檔編號G01N3/08GK1341849SQ01128669
公開日2002年3月27日 申請日期2001年10月9日 優先權日2001年10月9日
發明者鍾志華, 許立寧 申請人:湖南大學