CN102914472B - 金属板材冲压弯曲弹复力学性能测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于金属板材弯曲力学性能测量领域，具体涉及一种金属板材冲压弯曲弹复力学性能测量装置。为了解决传统的金属板材弯曲力学性能测量装置在测量金属板材时，反复弯曲、误差大和数据处理复杂的问题。从而提供一种金属板材冲压弯曲弹复力学性能测量装置。金属板材冲压弯曲弹复力学性能测量装置包括机架、从动转轴、主动转轴、力矩马达、接轴、测角度编码器和螺钉。本发明装置通过直接测量金属变形的弯矩，从而得到金属板材弯曲力学性能，所以本发明在测量金属板材冲压弯曲弹复力学性能时误差小，操作简单。

Description

金属板材冲压弯曲弹复力学性能测量装置

技术领域

本发明属于金属板材弯曲力学性能测量领域，具体涉及一种金属板材冲压弯曲弹复力学性能测量装置。 

技术背景

目前，国内外在金属板材弯曲力学性能测量装置上采用三点弯曲、四点弯曲原理，通过测量金属变形支点的受力，从而得到金属板材弯曲力学性能。这种装置在测量反复弯曲时，误差大，数据处理复杂。在轧板加工中，得到的板材一般都有轻微的弯曲变形，为了矫正这些弯曲部位，首选需要得到该板材的冲压弯曲弹复力学性能数据，为后续的加工提供参数。本发明通过直接测量金属变形的弯矩，得到金属板材弯曲力学性能，尤其在测量金属板材冲压弯曲弹复力学性能时误差小，操作简单，同时设备还有结构简单、造价低廉等特点。 

发明内容

本发明为了解决传统的金属板材弯曲力学性能测量装置在测量金属板材时，反复弯曲、误差大和数据处理复杂的问题,从而提供一种金属板材冲压弯曲弹复力学性能测量装置。 

本发明采取的技术方案是：一种金属板材冲压弯曲弹复力学性能测量装置，包括机架、从动转轴、主动转轴、力矩马达、接轴、测角度编码器和螺钉。 

所述的机架包括机架上平台、机架下平台和机架架头，机架上平台设有上机架滑道，机架下平台设有下机架滑道。 

在机架上设有主动转轴，主动转轴上端连接机架上平台，下端连接机架下平台，主动转轴上设有安装式样的钳口，钳口上设有固定式样的螺钉。 

机架架头上安装力矩马达，力矩马达上设有测角度编码器，力矩马达通过接轴与主动转轴连接。 

在上机架滑道，下机架滑道之间穿设有从动转轴，从动转轴上设有安装式样的钳口，钳口上设有固定式样的螺钉。 

所述的金属板材冲压弯曲弹复力学性能测量装置，从动转轴上端和下端分别设有轴承装置，主动转轴上端和下端分别设有轴承装置。 

本装置的测试过程如下，试样固定到从转动轴、主动转轴的钳口上。力矩马达通过接轴带动主动转轴转动。在试样随主动转轴弯曲转动时，从动转轴可随试样沿机架的滑道向主动转轴方向移动，以满足几何变形。试样的弯曲变形弯矩通过力矩马达的电流电压的测量转换得到，试样的弯曲转角可通过测角度编码器得到。试样变形区弦长可用卡尺测量。 

装置记录的板材弯曲的弯矩和转角，通过材料力学理论可转化为板材弯曲的变形和受力等力学性能数据。 

本发明装置的有益效果在于：通过直接测量金属变形的弯矩，从而得到金属板材弯曲力学性能，所以本发明在测量金属板材冲压弯曲弹复力学性能时误差小，操作简单。同时本发明还具有结构简单、造价低廉的特点。 

附图说明

图1为金属板材冲压弯曲弹复力学性能测量装置正视图; 

图2为金属板材冲压弯曲弹复力学性能测量装置侧视图；

图3为金属板材冲压弯曲弹复力学性能测量装置俯视图；

图4为金属板材冲压弯曲弹复力学性能测量装置立体图；

图中1-机架，2-机架上平台，3-机架下平台，4-机架架头，5-从动转轴，6-主动转轴，7-力矩马达，8-接轴，9-测角度编码器，10-螺钉，11-试样，12-上机架滑道，13-下机架滑道。

具体实施方式

如图1、2、3、4所示：一种金属板材冲压弯曲弹复力学性能测量装置，包括机架1、从动转轴5、主动转轴6、力矩马达7、接轴8、测角度编码器9和螺钉10。 

所述的机架1包括机架上平台2、机架下平台3和机架架头4，机架上平台2设有上机架滑道12，机架下平台3设有下机架滑道13。 

在机架1上设有主动转轴6，主动转轴6上端连接机架上平台2，下端连接机架下平台3，主动转轴6上设有安装式样的钳口，钳口上设有固定式样11的螺钉10。 

机架架头4上安装力矩马达7，力矩马达7上设有测角度编码器9，力矩马达7通过接轴8与主动转轴6连接。 

在上机架滑道12，下机架滑道13之间穿设有从动转轴5，从动转轴5上设有安装式样11的钳口，钳口上设有固定式样11的螺钉10。 

从动转轴5上端和下端分别设有轴承装置，主动转轴6上端和下端分别设有轴承装置。 

实施例1：将板材试样11固定到从动转轴5、主动转轴6的钳口之间。力矩马达7通过接轴8带动主动转轴6转动，转动可进行单次转动和反复转动。试样11变形区弦长可用卡尺测量。通过记录的板材弯曲的弯矩和转角，通过材料力学理论可转化为板材弯曲的变形和受力等力学性能数据。 

板材试样的力学特征：屈服强度和弹性模量 

具体数据可以采用以下处理流程：

板材试样截面的取厚度h=4mm,宽度b=40mm；

板材弯曲的弯矩=力矩马达扭矩记做M；   

板材弯曲的转角记做θ；

板材弯曲变形弦长记做L；

板材弯曲变形区曲率半径 r=(0.5*L)/(sinθ)；

从主动转轴转动开始每个某一角度（如取0.1°）做一次数据记录。

从而形成一系列的M与1/r的关系。 

通过描点可形成曲线OＢ，横坐标为1/r，纵坐标为M，坐标原点O，Ａ点为曲线ＯＢ上线性段与非线性段转折点，ＯＡ为直线为线性段，ＡＢ为曲线为非线性段。 

Ａ点对应的图中Ｍ值为MA，1/r值CA； 

板材试样的力学特性屈服强度σs=(4*MA)/(b *h*h)；

板材试样的力学特征弹性模量E=（2*σs）/(CA*h)；

实验所得数据M、L、θ，形成曲线OB，Ａ点对应的图中Ｍ值为MA=5.68*10⁴N·mm，1/r值CA=8.45*10^-4(1/mm)；

计算所得：

板材试样的力学特性屈服强度σs=355MPa；

板材试样的力学特征弹性模量E=210059MPa。

Claims (2)

1.一种金属板材冲压弯曲弹复力学性能测量装置，其特征在于：包括机架（1）、从动转轴（5）、主动转轴（6）、力矩马达（7）、接轴（8）、测角度编码器（9）和螺钉（10）；所述的机架（1）包括机架上平台（2）、机架下平台（3）和机架架头（4），机架上平台（2）设有上机架滑道（12），机架下平台（3）设有下机架滑道（13）；在机架（1）上设有主动转轴（6），主动转轴（6）上端连接机架上平台（2），下端连接机架下平台（3），主动转轴（6）上设有安装试样的钳口，钳口上设有固定试样（11）的螺钉（10）；机架架头（4）上安装力矩马达（7），力矩马达（7）上设有测角度编码器（9），力矩马达（7）通过接轴（8）与主动转轴（6）连接；在上机架滑道（12），下机架滑道（13）之间穿设有从动转轴（5），从动转轴（5）上设有安装试样的钳口，钳口上设有固定试样（11）的螺钉（10）；该测量装置测试过程如下，试样固定到从转动轴、主动转轴的钳口上，力矩马达通过接轴带动主动转轴转动，在试样随主动转轴弯曲转动时，从动转轴随试样沿机架的滑道向主动转轴方向移动，满足几何变形；试样的弯曲变形弯矩通过力矩马达的电流电压的测量转换得到，试样的弯曲转角通过测角度编码器得到，试样变形区弦长用卡尺测量。

2.根据权利要求1所述的金属板材冲压弯曲弹复力学性能测量装置，其特征在于：从动转轴（5）上端和下端分别设有轴承装置，主动转轴（6）上端和下端分别设有轴承装置。

Images