CN112041661A - 通用条带摩擦学模拟器 - Google Patents

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Abstract

一种摩擦学测试模拟器，包括：基座，所述基座具有一对抓手，所述抓手夹紧到样本上；冲压机，所述冲压机被拉动通过所述样本；以及多个传感器，所述多个传感器对所述样本的相应区进行测量。所述传感器在所述样本被从未变形状态拉延到变形状态时测量所述样本的相应区，并且有助于进行拉伸条带摩擦试验。在一些实施方案中，所述抓手具有扁平插入件，所述扁平插入件有助于与拉伸条带摩擦试验同时进行条带牵拉或拉延试验。在其他实施方案中，所述抓手包括拉延筋插入件，所述拉延筋插入件有助于与拉伸条带摩擦试验同时进行拉延筋摩擦试验。

Description

通用条带摩擦学模拟器
技术领域
本发明涉及摩擦学测试模拟器装置和方法，并且更明确地说，涉及通用条带摩擦学模拟器，所述通用条带摩擦学模拟器允许使用者在实际冲压条件下对条带进行测量，尤其是用于测试金属薄板。所述装置包括：基座，所述基座具有一对端部，所述基座还包括设置于所述端部中的每一者处的抓手以及设置于所述抓手之间的一对基座销，其中所述抓手包括一对压板，其中所述压板中的至少一者施加压边力；冲压机，所述冲压机相对于所述基座铰接并且包括一对冲针，所述冲针相对于所述基座销向内定向；以及多个传感器，所述多个传感器用于测量受测试条带的参数。
背景技术
摩擦学是大体上涉及在相对运动中接触表面的摩擦与相互作用的科学领域。摩擦和表面相互作用影响制造以及由此生产出的物品。因此，已开发出各种测试装置或模拟器来对这些摩擦学特性进行测量和建模。
在一些应用(例如，金属薄板深拉延工艺)中，形成工件，在所述工件的不同区(例 如，壁、凸缘、拉延筋等)处具有不同的摩擦学特性。对于此类应用，技术人员可以对模拟工件的金属薄板样本执行一连串的摩擦学试验，以对在工件的不同区处存在的摩擦学特性进行建模。图1A至图1D示出用于各种常用摩擦学试验的装置，包括拉伸条带摩擦试验(图1A)、拉延筋摩擦试验(图1B)、条带牵拉/拉延试验(图1C)和圆盘滑动试验(图1D)。已开发出测试模拟器来实施这些摩擦学试验中的一者或多者，其中所述模拟器中的一些模拟器被配置为进行单个试验并且其他模拟器被配置为实施一个以上试验。进行一个以上试验的模拟器被称作通用测试模拟器。
拉伸条带摩擦测试模拟器装置对在深拉延操作中遇到的应变行为进行建模并且在金属片的唇缘区中俘获金属薄板样本与冲模之间的界面特性。拉伸条带摩擦测试装置包括一对抓手(例如，图1A中所示的抓手10)，所述抓手环绕具有半径R的一对销12来固定已预变形的金属薄板样本SS的一对相对的端部，以模拟成型冲模的唇缘区。所述装置施加两个相反的法向力P1。这些法向力P1中的一者施加于所述抓手附接至的板14，以使金属薄板样本SS的端部保持向上。另一个法向力P1将基座16往下拉，销12安装在所述基座上。两个相反的法向力P1的施加致使将对销12之间的金属薄板样本SS施加横向力P2。这些模拟器还包括一对伸长计E1、E2，所述伸长计测量样本SS中的水平和垂直伸长，并且使用这些测量结果，这些模拟器可以计算冲模与工件之间的摩擦系数以及变形薄板的表面粗糙度。
拉延筋摩擦测试模拟器装置(例如，如图1B中所示)使金属片样本SS沿着导向辊18延伸并且由于拉力P3而在一连串的销或筋20、21 (即，拉延筋)之间拉动或拉延金属片样本SS。这些测试装置首先测量以可忽略的摩擦将样本拉过由滚珠轴承支撑的一连串圆柱形辊筋20、21所需的拉力P3。外圆柱形辊珠20之间的距离Y可取决于所模拟的弯曲和伸直而改变。这模拟了样本SS在“无摩擦”条件下的弯曲和伸直阻力。拉延筋摩擦测试模拟器装置还施加力P4以设定中央辊筋21的穿透率。因此，测量在固定筋之间拉延样本SS以模拟“非无摩擦”条件所需的拉力P3。通过将在“无摩擦”条件与“非无摩擦”条件下滑动样本SS以及使样本SS弯曲和伸直所需的两个拉力进行比较来确定样本SS的摩擦系数。
条带拉延测试模拟器装置(例如，如图1C中所示)包括一对平板30、32 (所述平板模拟工具)，通过拉延力将样本SS拉延或拉动通过该对平板。在以恒定且已知的拉延速率V将片状样本SS (通常具有润滑剂)拉延通过板30、32时，对顶板30施加已知的接触压力P5(即，法向力)并且随后使所述接触压力逐渐地增大。同样，对底板32施加接触压力P5。条带拉延测试模拟器测量将样本SS拉动通过板30、32所需的拉延力并且随后通过将所述拉延力与所述法向力进行比较来计算摩擦系数。
技术人员有时利用用于销对盘摩擦试验的圆盘滑动试验模拟器装置(例如，如图1D中所示)来测量低摩擦涂层的有效性。销对盘测试装置大体上包括在外加载荷下与旋转中的圆盘42接触的固定“销”40。销40具有直径d0并且固定于与圆盘42的中心相距距离“R”的指定位置处。具有直径D0的圆盘42以已知的速率ω旋转，同时在销40接触圆盘42时对销40施加法向载荷P6。此模拟器利用已知的变量，诸如外加压力(法向力)、滑动速度、润滑剂、销的位置等，来计算摩擦系数。
然而，现有的模拟器使其测试样本在简化的配置下变形，所述简化的配置可能不会近似在制造期间遇到的那些配置。另外，所述模拟器否则可能会无法准许在实际(或接近于实际)的制造条件下进行测试。举例来说，拉伸条带测试装置对在深拉延操作中遇到的应变行为进行建模。因此，所述拉伸条带测试装置需要使用预变形的样本，所述预变形的样本可能并非将要制造的最终工件的恰当表示。拉延筋测试装置模拟样本中的拉延筋的形成以测量在那些模拟的拉延筋处遇到的摩擦。然而，所述拉延筋是孤立地这样做(即，未涉及工件的其余部分)并且可能并非恰当的表示。
常规的模拟器不会使样本在实际或接近实际的制造和/或冲压条件下变形。因此，提供一种通用摩擦学测试模拟器是有益的，所述通用摩擦学测试模拟器能够在实际或接近于实际的冲压条件下评估各种表面相互作用并且计算测试样本的各个区处的摩擦系数。
发明内容
本发明提供一种用于测量条带样本的摩擦的摩擦学测试模拟器。在一个实施方案中，所述摩擦学测试模拟器包括基座、冲压机和多个传感器。所述基座可以包括在所述基座的纵轴线上对齐的第一臂和第二臂，每个臂具有侧向部分、直立部分和端部以限定U形，所述第一臂的侧向部分与所述第二臂的侧向部分相对，所述第一臂的直立部分从所述第一臂的侧向部分延伸至所述第一臂的端部，所述第二臂的直立部分从所述第二臂的侧向部分延伸至所述第二臂的端部，其中所述第一臂和所述第二臂一起限定所述基座的相对的前侧和后侧以及相对的上侧和下侧。另外，所述基座可以包括设置于所述第一臂的端部处的第一抓手和设置于所述第二臂的端部处的第二抓手，其中每个所述抓手包括一对压板，其中所述压板中的至少一者是用于对从所述第一抓手延伸至所述第二抓手的条带施加压边力。此外，所述基座可以包括设置于所述抓手之间的一对横向基座销，第一对相对的支撑件用于所述基座销中的一者，所述第一支撑件从所述第一臂的相对的前侧和后侧向上延伸，第二对相对的支撑件用于所述基座销中的第二者，所述第二支撑件从所述第二臂的相对的前侧和后侧向上延伸。
所述冲压机被布置成相对于所述基座铰接以施加拉力并且包括一对横向冲针，所述冲针相对于所述一对基座销向内定向，所述冲压机用于从第一位置铰接至第二位置，在所述第一位置，所述条带处于所述基座销下方并且处于所述冲针上方，在所述第二位置，所述条带处于所述基座销下方并且处于所述冲针上方，但是所述冲针比在所述第一位置时高。
所述多个传感器围绕所述模拟器布置，并且包括：可操作地连接至所述冲压机以用于测量所述拉力的载荷传感器；可操作地连接至所述第一抓手和所述第二抓手中的至少一者以用于测量所述压边力的载荷传感器；以及至少一个传感器，所述至少一个传感器在所述测试条带样本变形时聚焦于所述测试条带样本。
聚焦于所述测试条带样本的所述至少一个传感器在通过所述模拟器使所述测试样本变形时测量所述测试样本的应变和位移。在一个或多个实施方案中，聚焦于所述测试条带样本的所述至少一个传感器包括：第一传感器，所述第一传感器聚焦于左抓手组件与左基座销之间的第一区；第二传感器，所述第二传感器聚焦于左基座销与左冲针之间的第二区；和第三传感器，所述第三传感器聚焦于左冲针与右冲针之间的第三区。
图式简单说明
以下图式被包括以示出本公开的某些方面并且不应被视为排他性实施方案。在不脱离本公开的范围的情况下，所公开的主题能够在形式和功能上具有相当多的改变、更改、组合和等效物。
图1A至图1D是现有的摩擦学测试装置的示意图。
图2是根据一个或多个实施方案的摩擦学测试模拟器的等角透视前视图。
图3是图2的摩擦学测试模拟器的前视图。
图4是图2的摩擦学测试模拟器的侧视图。
图5是图2的摩擦学测试模拟器的俯视图。
图6是图2的摩擦学测试模拟器的抓手组件的近视侧视图。
图7A至图7C是可以在图6的抓手组件中利用的插入件的等角侧视图。
图8是可以与图2的摩擦学测试模拟器一起使用的示例性抓手组件倾斜的近视等角侧视图。
图9A至图9B是可以用来打开和闭合图6的抓手组件的压边系统的近视侧视图。
图10A是处于初始设置位置时的图2的模拟器的等角侧视图。
图10B是在冲压机已缩回到示例性测试位置时的图2的模拟器的等角侧视图。
图11是图2的模拟器的等角侧视图，所述模拟器包括围绕其布置的多个传感器。
具体实施方式
本发明涉及摩擦学测试装置和方法，并且更明确地说，涉及通用条带摩擦学模拟器，所述通用条带摩擦学模拟器允许使用者在实际冲压条件下对条带进行测量。
所述条带摩擦学测试模拟器使测试样本在接近于真实的冲压条件下变形，其中所述测试样本表示在冲压过程期间变形为拉杯形状的坯料。所述模拟器在其使样本逐渐地变形为拉杯形状时同时地测量样本的成型力和牵拉应变。使用这些测量结果，模拟器操作者可以计算摩擦系数。
一个示例性条带摩擦学测试模拟器包括：冲压机；连接至所述冲压机的一对冲针；基座；连接至所述基座的一对抓手；一对基座销，所述基座销也连接至所述基座；和多个传感器。所述传感器是用于在所述模拟器使样本逐渐变形时测量所述样本的成型力和牵拉应力。操作者将样本固定在该对抓手之间，该对抓手在操作期间对样本施加压边力(或坯料固持力)，并且模拟器测量所述压边力。这模拟了坯料在实际的冲压过程中所经历的压边接触相互作用。当将样本布置在模拟器内时，操作者将该对冲针定位在样本下方以模拟冲压机半径；并且操作者将该对基座销定位在样本上方以模拟冲模半径。在操作期间，冲压机施加拉力，模拟器也测量所述拉力。所述多个传感器围绕样本定位于一个或多个区处并且在模拟器使样本以与在深拉延过程期间遇到的情况类似的方式变形时进行测量。模拟器与控制器与计算机系统，所述控制器与计算机系统使用这些测量结果可以计算样本的各个区处的摩擦系数。这些计算接近地近似成品工件的实际摩擦学条件。当前的描述主要参考金属薄板应用(例如，铝合金、钢或其他金属的深拉延金属薄板坯料)来描述所述模拟器。然而，本领域的技术人员将了解，所述模拟器可以用于模拟其他过程并且与其他材料一起使用。
图2至图5是示出用于测试条带样本S的示例性摩擦学测试模拟器2000 (在下文，为模拟器2000)的结构的各种视图。明确地说，图2至图5分别示出可以结合本公开的一些或全部原理的模拟器2000的等角透视前视图、前视图、侧视图和俯视图。另外，下文描述的模拟器2000的部件可以由任何数目的材料(例如，金属，诸如铝和钢合金)制造。
如所示，模拟器2000可以包括基座2100和冲压机2200。所述模拟器具有纵(侧向)轴线“L”、垂直轴线“V”和横向轴线“T”。基座2100通过以对应于垂直轴线V的定向对条带样本S的端部施加一对压边力B而使条带样本S保持固定。压边力B可以由一个或多个液压、电力或气动致动器系统102施加，条带样本S在功能上附接至所述致动器系统。另外，冲压机2200可以通过液压、电力或气动致动器系统104沿着垂直轴线V对条带样本S施加拉力P，这又牵拉样本S。
基座2100适当地固定或安装至支撑结构106。在一个实施方案中，支撑结构106是拉伸测试机器，诸如Instron或MTS测试机器。如下文所描述，条带样本S固定至基座2100。冲压机2200被配置为例如经由功能性地连接至冲压轴2202的液压、电力或气动致动器系统104而相对于基座2100移动，以将载荷或拉力P提供给冲压机2200。因此，基座2100相对于冲压机2200固定并且在冲压机2200向上拉动通过条带样本S时耐受由冲压机2200施加的载荷或拉力P。另外，冲压机2200或系统104可以包括测量拉力P的一个或多个载荷传感器Sp。
在所示的模拟器装置中，基座2100是具有基座部分2102的“U”形支架，所述基座部分介于一对臂2104之间。每个臂2104具有大体上水平的臂部分2102a、2102b、垂直臂部分2104a、2104b，所述垂直臂部分从相应的水平臂部分2102a、2102b分别垂直地延伸至所述大体上水平的臂部分的一对相对的端部2106a、2106b。本公开有时将垂直臂部分2104a和端部2106a称作左臂2104a和左端部2106a。本公开有时将垂直臂部分臂2104b和端部2106b称作右臂2104b和右端部2106b。连接器2108将基座2100固定至支撑结构106，如上文所提及，所述支撑结构可以是测试机器。图2将基座2100示出为具有“U”形的几何形状。然而，在不脱离本公开的情况下，基座2100可以具有其他几何形状，诸如“I”形的几何形状。
图2还示出附接至基座2100的第一和第二基座销组件2110a、2110b。第一基座销组件2110a临近左端部2106a。第二基座销组件2110b临近右端部2106b。因此，本描述有时分别将销组件2110a、2110b称作左和右销组件2110a、2110b。销组件2110a、2110b位于基座部分2102上。然而，销组件2110a、2110b可一起移动得更近(即，朝向轴2108)或朝向其相应的端部2106a、2106b移动得更开。如所示，每个销组件2110a、2110b包括支撑件，所述支撑件包括设置于基座2100的相应的前面和后面上的前面板2112和后面板2114。明确地说，销组件2110a由设置于水平臂部分2102a的相应的前面和后面上的前面板2112和后面板2114支撑。同时，销组件2110b由设置于水平臂部分2102b的相应的前面和后面上的前面板2112和后面板2114支撑。此处，前面板2112和后面板2114经由多个螺栓固定至基座2100。在一些实施方案中，基座2100具有多个这样的螺栓孔，所述螺栓孔在基座2100上在侧向上彼此间隔开，使得前面板2112和后面板2114可以定位于各种侧向位置。在其他实施方案中，前面板2112和后面板2114在无螺栓的情况下可移除地附接至基座2100以有助于进行侧向调整。
销组件2110a、2110b还各自包括安装于前面板2112与后面板2114之间的一个基座销2116a、2116b。布置在左销组件2110a内的基座销2116a有时被称作左基座销。布置在右销组件2110b内的基座销2116b有时被称作右基座销。如所提及，基座销组件2110a、2110b可以位于基座2100上的各种侧向位置处(即，在端部2106a、2106b之间)以界定不同的冲模直径。这通过使前面板2112和后面板2114中的一者或两者沿侧向移动(平行于纵轴线)为更接近或更远离来实现。
另外，模拟器装置2000可以准许基座销组件2110在垂直方向上相对于基座2100的其余部分进行调整，以在任何给定模拟中进一步改变冲模大小和/或压边圈倾斜。举例来说，前面板2112和后面板2114可以具有多个垂直孔位置2118，销2116a、2116b可以位于所述垂直孔位置中。在所示的模拟器装置中，基座销2116a、2116b位于最低的垂直孔位置2118中。然而，基座销2116a、2116b中的任一者或两者可以布置在较高的垂直孔位置2118中以在模拟期间改变抓手组件2130a、2130b的倾斜(即，压边圈倾斜)，例如，如下文参看图8所描述。
基座销2116a、2116b可以具有任何数目或半径以进一步改变给定摩擦学模拟的参数和变量。在一些模拟中，左基座销2116a可以具有与右基座销2116b不同的半径。此外，基座销2116a、2116b中的一者或两者可以被配置为相对于其相应的基座销组件2110a、2110b旋转。如果需要，那么模拟器装置可以利用轴承或其他装置来减少或甚至消除摩擦。举例来说，垂直孔位置2118可以包括围绕其周界布置的润滑材料。这允许垂直孔位置2118充当套筒轴承，基座销2116a、2116b的轴部分可以在所述套筒轴承内旋转。如果需要，那么在垂直孔位置2118内设有滚珠轴承以有助于基座销2116a、2116b在其中的旋转。然而，应了解，在不脱离本公开的情况下，模拟器装置可以利用其他装置来有助于基座销2116a、2116b在垂直孔位置2118内的无摩擦旋转。此外，可以对基座销2116a、2116b进行温度控制以改变模拟参数。举例来说，基座销2116a、2116b可以在其中包括加热元件(未示出)或被电阻式加热。基座销2116a、2116b还可以包括热传感器和控制器，使得其表面温度可以被设定为期望的温度。在不脱离本公开的情况下，模拟器可以利用其他加热器来加热基座销2116a、2116b以控制其温度。
图2示出附接至基座2100的一对抓手组件2130a、2130b。举例来说，第一抓手组件2130a临近左端部2106a。第二抓手组件2130b临近右端部2106b。因此，本描述有时分别将抓手组件2130a、2130b称作左和右抓手组件。如上文所提及，抓手组件2130a、2130b被配置为在模拟期间对条带样本S施加压边力B并且相对于基座2100对其进行固定。抓手组件2130a、2130b可以由致动器102液压地驱动以施加压边力B。然而，在不脱离本公开的情况下，抓手组件2130a、2130b可以包括其他致动装置，例如，气动马达或电马达，以施加压边力B。另外，抓手组件2130a、2130b可以包括可操作地连接至致动器102以测量压边力B的一个或多个载荷传感器SB。
在所示的模拟器装置中，第一抓手组件2130a附接至左臂2104a，并且第二抓手组件2130b附接至右臂2104b。更具体地说，抓手组件2130a、2130b各自包括底部压板2132和上部压板2134。压板2132、2134各自包括内部面和外部面，所述内部面和所述外部面大体上被定向为使得压板2132、2134的内部面面向彼此。每个压板2132、2134布置于相应的臂端部2106a、2106b处，其中底部压板2132固定至所述相应的臂端部。上部压板2134中的每一者临近其相应的底部压板2132并且布置于其相应的底部压板上方，使得压板2132、2134的内部面大体上(彼此)平行。另外，如下文所描述，压板2132、2134中的至少一者被配置为铰接。
图6示出左抓手组件2130a。右抓手组件2130b可以类似地进行结构化和配置。如所示，抓手组件2130a、2130b还可以包括导向件，所述导向件使压板2132、2134相对于彼此维持于期望的定向。所示的模拟器装置经由导向件沿着预定的压板路径使压板2132、2134相对于彼此维持于期望的定向。因此，压板2132、2134的内部面如果被压紧到一起(即，不具有如下文所描述的具有压紧表面的插入件)则可以进行基本上完全的接触。此处，导向件沿着所述压板路径使压板2132、2134维持于基本上平行的定向。
在被利用的情况下，导向件可以包括各种结构或系统。此处，导向件包括多个支柱2136，所述支柱从底部压板2132的内部面向上延伸并且穿过上部压板2134。如所示，多个支柱2136界定压板路径，上部压板2134在所述压板路径上在压缩(或闭合)位置与未压缩(或打开)位置之间相对于下部压板2132垂直地行进。在所示的模拟器装置中，多个支柱2136包括四个(4)支柱(第四支柱2136看不见)，所述四个支柱从下部压板2132的内部面的拐角向上延伸至上部压板2134的内部面中并且在其拐角处延伸穿过上部压板2134的内部面。如下文所描述，所述多个支柱2136还向上延伸至额外的部件和结构并且延伸穿过所述额外的部件和结构。在其他未示出的实施方案中，导向件可以包括一对(或更多个)轨道，上部压板2134跨骑在所述轨道内，或可以包括套筒，上部压板2134跨骑在所述套筒内。如果需要，那么模拟器装置不具有此类导向件。举例来说，不具有此类导向件的模拟器装置可以将上部压板2134联接至未与基座2100成一体的另一个结构。
在一些模拟器装置中，压板2132、2134的内部面包括压紧表面，所述压紧表面如下文所描述铰接在一起以通过挤压并压紧条带样本S而固定条带样本S。在一些模拟器装置中，这些压紧表面是基本上平坦的，因此压板2132、2134的压紧表面进行基本上完全的接触。然而，其他模拟器装置具有设有例如可以模拟拉延筋试验的非平坦纹理、轮廓或突起的内部面。在所示的模拟器装置中，压板2132、2134分别包括被布置成分别收纳下部和上部插入件2144、2146的下部和上部凹口2140、2142。如果需要，那么下部凹口2140和上部凹口2142被设定大小并且被整形以收纳下部插入件2144和上部插入件2146的尺寸和形状对应的基座。在所示的模拟器装置中，下部插入件2144和上部插入件2146具有锥形基座，并且下部凹口2140和上部凹口2142被对应地设定大小和整形以收纳所述锥形基座。然而，将了解，可以利用如本领域中已知的各种类型的接头来将下部插入件2144和上部插入件2146固定在凹口2140、2142中的对应凹口内。
图7A示出根据一个或多个模拟器装置的下部插入件2144和上部插入件2146。如所示，下部插入件2144和上部插入件2146可以是具有基本上平坦的接触或压紧表面2148a、2148b的扁平插入件。如所示，下部插入件2144和上部插入件2146安装于其对应的凹口2140、2142内。此外，压紧表面2148a、2148b凸起到压板2132、2134的内部面以上。因此，当压紧表面2148a、2148b以平行定向压紧(或配合)在一起时，所述压紧表面可以彼此进行完全接触。然而，在本发明的其他模拟器装置中，压紧表面2148a、2148b未凸起(即，其为水平的或凹陷的/下陷的)，因此其一起与压板2132、2134的内部面进行基本上完全的接触。
在本发明的一些模拟器装置中，下部插入件2144和上部插入件2146中的任一者或两者可以被加热至由操作者设定的某一温度。举例来说，下部插入件2144和上部插入件2146可以各自在其中包括加热元件2198、2199 (图7A)，所述加热元件连接至控制器，所述控制器准许选择性地加热下部插入件2144和上部插入件2146。如下文所描述，在进行摩擦学计算时，模拟器2000可以利用下部插入件2144和上部插入件2146的温度作为额外的变量。
不同的插入件可以安装于具有不同的几何构造和形状的下部凹口2140和上部凹口2142内。图7B示出根据一个或多个实施方案的单筋下部插入件2150和上部插入件2152，所述上部和下部插入件可以分别安装于下部凹口2140和上部凹口2142内。此处，每个插入件2150、2152包括压紧表面2154a、2154b。此外，(上部插入件2152的)每个压紧表面2154b包括筋2156，所述筋可以插入于并收纳于形状对应的凹口2158内，所述凹口形成到(下部插入件2150的)压紧表面2154a中。
图7C示出根据一个或多个实施方案的双筋下部插入件2160和上部插入件2162，所述上部和下部插入件可以分别安装于下部凹口2140和上部凹口2142内。此处，每个插入件2160、2162包括压紧表面2164a、2164b。(上部插入件2162的)每个压紧表面2164b包括一对筋2166，所述筋可以插入于并收纳于形状对应的一对凹口2168内，所述凹口形成到(下部插入件2160的)压紧表面2164a中。图7A至图7C中所示的插入件并非排他性的。取决于将要进行的摩擦学试验的类型以及其参数，可以利用形状不同的插入件。
如上文所提及，样本S可以在抓手组件2130a、2130b内以许多种定向来定向。举例来说，图2至图6示出模拟器装置2000使样本S保持为基本上水平的定向。然而，样本S可以改为在模拟器装置2000内保持为非水平定向。图8示出抓手组件2130a、2130b中的任一者或两者可以固持样本S以提供各种角度测试条件(即，各种压边圈倾斜)的方式。在所示的模拟器装置2000中，下部倾斜插入件2170安装于下部压板2132的下部凹口2140内，并且上部倾斜插入件2172安装于上部压板2134的上部凹口2142内。如上文所详述，下部倾斜插入件2170和上部倾斜插入件2172具有分别对应地成角度倾斜以配合在一起的压紧表面2174a、2174b。下部倾斜插入件2170和上部倾斜插入件2172被示出为具有平坦的压紧表面2174a、2174b。然而，如上文所详述，所述压紧表面可以不同地进行配置，例如，具有单拉延筋、双拉延筋等。
在所示的模拟器装置中，下部倾斜插入件2170和上部倾斜插入件2172的压紧表面2174a、2174b成对应的角度ϴ。此处，对应的角度ϴ使压紧表面2174a、2174b与布置于垂直位置2118中的中间位置2176处的基座销2116a对齐。然而，下部倾斜插入件2170和上部倾斜插入件2172可以被设有不同的对应角度，所述对应角度与不同的垂直位置对齐。举例来说，压紧表面2174a、2174b可以改为成对应的角度“B”，在基座销2116安装于垂直位置2118中的上部位置2178中时，所述对应角度与所述基座销对齐。此处，当所述插入件未成角度倾斜(例如，如图7A至图7C中所示)时，在基座销2116安装于垂直位置2118中的下部位置2179处时，所述插入件可以与所述基座销对齐。
将倾斜插入件2170与将基座销2116安装于对应的垂直位置2118处结合使用允许技术人员调整样本S的倾斜。因此，技术人员可以创造出角度测试条件。还将了解，基座销组件2110可以包括比三个(3)多或少的垂直位置2118。另外，如上文所详述，技术人员(操作者)可以将条带样本S安装于未与基座销2116对齐的下部倾斜插入件2170和上部倾斜插入件2172内。因此，技术人员可以将基座销2116安装于垂直位置2118中的未与压紧表面2174a、2174b对齐的一个垂直位置中。此外，技术人员可以在下部倾斜插入件2170和上部倾斜插入件2172与基座销2116对齐时进行模拟。举例来说，技术人员可以在将条带样本S安装于由对应角度θ限定的下部倾斜插入件2170和上部倾斜插入件2172内并且将基座销2116安放于垂直位置2118中的未与其压紧表面2174a、2174b对齐的一个垂直位置(例如，上部位置2178或下部位置2179)中之后进行模拟。
可以利用各种致动器或系统来给压板2132、2134中的一者或两者提供压边力B。如上文所提及，利用压边力B来将样本S固定并挤压到安装于其中的插入件2144、2146之间，并且如图2中所示，可以设有一个或多个载荷传感器SB以测量压边力B。此外，当在试验中利用单筋插入件2150、2152、双筋插入件2160、2162或其他形状不同的插入件通过压边力B将压板2132、2134驱动到一起时，所述压板使样本S变形。如下文所描述，抓手组件2130中的每一者包括压边压力系统2180，所述压边压力系统将压边力B提供给上部压板2124。压边压力系统2180沿着由多个支柱2136限定的路径朝向下部压板2132驱动上部压板2124。因此，在安装了适当的插入件的情况下，压边压力系统2180在试验中提供压边力B以压紧样本S并且使条带样本S变形。模拟器2000经由一个或多个载荷传感器SB来测量压边力B并且如下文所描述在进行摩擦学计算时利用该测量结果。所述一个或多个载荷传感器SB可以可操作地连接至压板2132、2134中的一者或两者以测量由其施加的压边力B。
图9A至图9B示出适合于本发明的模拟器装置的典型的压边压力系统2180。压边压力系统2180可以可操作地连接至所述一个或多个载荷传感器SB以测量压边力B。此处，压边压力系统2180是具有活塞2182的液压或气动压力系统，所述活塞在气缸2184被加压和减压时相对于气缸2184往复运动或滑动。气缸2184是容器(其可以是或可以不是圆柱形形状的)并且包括在其上端处的底板2186和在其下端处的压边背板2188。因此，气缸2184介于底板2186与压边背板2188之间。如所示，支柱2136从上部压板2134向上延伸至压边背板2188中并且穿过所述压边背板，并且延伸至底板2186中。上部压板2134可以沿着支柱2136的路径在下部位置(即，其中其插入件2146的压紧表面2148b与下部压板2132的压紧表面接触)与上部位置(即，其中上部压板2134的外表面与压边背板2188的接触面接触)之间行进。因此，压边背板2188为上部压板2134提供后挡。这允许上部压板2134沿着支柱2136从(下部压板2132的下部插入件2144的)压紧表面2148b至压边背板2188的接触面行进一段距离。另外，阻尼器或防撞器(未示出)可以设于压边背板2188的接触面上和/或设于上部压板2134的上表面上。如将了解，阻尼器将作为减震器来操作并且减弱上部压板2134与压边背板2188之间的任何撞击。在被利用的情况下，防撞器可以由本领域中已知的任何数目的弹性材料制成，包括但不限于橡胶、硅酮等。
封闭头(看不见)在气缸2184内的某一位置处附接至活塞2182的一端，所述封闭头响应于压力变化而在气缸2184内滑动。活塞2182附接至所述封闭头并且由此延伸到气缸2184外部。如所示，活塞2182延伸穿过附接至气缸2184的压边背板2188的接触面，并且连接至上部压板2134的上表面。因此，在气缸2184被加压或减压时，上部压板2134随着活塞2182的封闭头移动。
如上文所提及，压边压力系统2180可以利用压力来驱动活塞2182和附接至其的上部压板2134，并且可以因此包括压力入口2190和压力出口2192。压力入口2190和压力出口2192可以围绕气缸2184布置于各种位置处，并且在所示实施方案中，压力入口2190和压力出口2192分别设于底板2186和压边背板2188上。可以利用各种流体来对气缸2184加压。此处，在气动系统中，利用一定体积的空气A来对气缸2184加压。然而，如本领域中已知，可以利用其他流体，诸如水或更粘的液压流体。举例来说，所述一定体积的空气A从压力入口2190进入并且对气缸2184加压。如图9A中所示，气缸2184转而通过压边力B将活塞2182的封闭头、活塞2182和附接至所述活塞的上部压板2134朝向下部压板2132驱动至闭合位置。此外，如图9B中所示，所述一定体积的空气A经由压力出口2192离开气缸2184并且使活塞2182的封闭头缩回。转而，这使活塞2182和附接至其的上部压板2134朝向压边背板2188的接触面缩回到打开位置。一旦处于打开位置，便可以移除样本S，并且随后从模拟器装置2000重新安装所述样本。
如上文所提及，模拟器装置2000还包括冲压机2200。冲压机2200可以朝向基座2100被驱动至初始设置位置，并且随后由此缩回至各种测试位置。图10A示出根据一个或多个实施方案的在冲压机2200处于初始设置位置时的模拟器2000。图10B示出根据一个或多个实施方案的在冲压机2200已从基座2100缩回至示例性测试位置时的模拟器2000。如所示，在冲压机2200处于临近基座2100的初始设置位置时，样本S可以安装于模拟器装置2000中。随后，可以用拉力P将冲压机2200拉离此处以使条带样本S变形。如下文所描述，在冲压机2200从初始设置位置铰接至一个或多个测试位置时，模拟器装置2000可以对条带样本S进行各种摩擦学测量。
图2至图5和图10A至图10B示出适合于在本发明的模拟器装置中使用的冲压机2200的结构的各种视图。如所示，冲压机2200包括联接至致动器104的冲压轴2202。所述致动器将冲压机2200驱动到初始设置位置，条带样本S可以安装在所述初始设置位置；并且随后将冲压机2200拉到各种测试位置。在致动器104 (图2)拉动冲压机2200时，冲压机2200使条带样本S变形。致动器104可以是液压、气动或电马达驱动型系统。然而，在不脱离本公开的情况下，可以利用各种其他致动器。
冲压机2200还包括冲针组件2204。冲针组件2204模拟冲压直径。因此，可以在冲压轴2202上安装尺寸不同的冲针组件2204以模拟不同的冲压直径大小。另外，冲针组件2204可以是可调整的以模拟一系列冲压直径。在此类实施方案中，可以为各种试验利用单个冲针组件2204，而不必更换或替换冲针组件2204。举例来说，冲针组件2204可以是可侧向延伸的，使得操作者可以在不拆下冲针组件2204的情况下在不同的冲压直径之间对其进行调整。
所示的冲针组件2204包括顶板2210、一对板2220、2222和一对冲针2230a、2230b。顶板2210包括上表面2212和下表面2214。另外，该对冲针2230a、2230b包括第一(或左)冲针2230a和第二(或右)冲针2230b。此外，如下文所描述，该对板2220、2222中的每一者包括被布置为固定冲针2230的一对支脚2224a、2224b。此处，支脚2224a、2224b从其相应的板2220、2222向下延伸。因此，(第一)板2220的左支脚2224a临近(第二)板2222的左支脚2224a设置，由此将左冲针2230a固定在其间。类似地，(第一)板2220的右支脚2224b临近(第二)板2222的右支脚2224b设置，由此将右冲针2230b固定在其间。
与基座销2116 (在图10A和图10B中被称作基座销2116a、2116b)一样，冲针2230a、2230b可以具有各种半径。在一些实施方案中，第一冲针2230a的半径可以不同于第二冲针2230b的半径。此外，支脚2224a、2224b可以被布置成快速地拆卸和替换冲针2230，而不必更换整个冲针组件2204。另外，如上文参考基座销2210所描述，冲针2230中的任一者或两者可以经过配置而旋转。此外，如上文参考基座销2210所描述，冲针2230可以是温度可控的。此外，冲针组件2204可以被布置成使得其准许技术人员改变横跨在上部的一对冲针2230之间(即，在支脚2224a、2224b之间)的距离以改变所模拟的冲压直径。
冲针组件2204附接至冲压轴2202。冲压轴2202附接至顶板2210的上表面2212。如果需要，那么冲压轴2202永久地附接至顶板2210，例如经由焊接、机械紧固或粘合剂。然而，在不脱离本公开的情况下，如果需要，那么顶板2210可移除地附接至冲压轴2202，例如通过螺纹连接或各种其他装置和/或材料。
图10A示出(冲针组件2204的)一对板2220、2222，所述板各自被布置成将冲针2230a、2230b固定为与基座销2116a、2116b基本上平行。另外，该对板2220、2222被布置成将冲针2230a、2230b定向于在基座销2116a、2116b的垂直位置下方的垂直位置(至少在模拟器2000处于初始设置位置时)。因此，技术人员(操作者)可以将样本S馈送通过抓手组件2130(即，在松开时)、在基座销2116a、2116b下方馈送并且在冲针2230上方馈送。更具体地说，技术人员可以通过以下顺序步骤来安装样本S：(i)从左抓手组件2130a的(打开)压板2132、2134之间将样本S馈送到左抓手组件2130a中；在左基座销2116a下面传递样本S；在左冲针2230a和右冲针2230b上方传递样本S；在右基座销2116b下面传递样本S；以及从右抓手组件2130b的(打开)压板2132、2134之间将样本S传递至右抓手组件2130b中。
如先前所提及，模拟器装置2000还包括多个传感器。图11示出多个典型传感器2300，所述多个传感器包括第一传感器S1、第二传感器S2和第三传感器S3。传感器S1、S2、S3各自聚焦于条带样本S的对应于工具与样本S之间的接触的相应区，在所述区处存在摩擦作用，并且图11示出传感器S1、S2、S3的典型布置，所述传感器各自聚焦于相应的第一区R1、第二区R2和第三区R3。此处，第一区R1是条带样本S的在左抓手组件2130a与左基座销2116a之间的一部分。第二区R2是条带样本S的在左基座销2116a与左冲针2230a之间的一部分。第三区R3是条带样本S的在左冲针2230a与右冲针2230b之间的一部分。然而，区R1、R2、R3可以不同地设置。举例来说，第一区R1可以被限定为在右抓手组件2130b与右基座销2116b之间的区域，并且第二区R2可以被限定为右基座销2116b与右冲针2230b之间的区域。此外，一个或多个额外的传感器(即，除了传感器S1、S2、S3之外)可以聚焦于一个或多个额外区(即，除了区R1、R2、R3之外)以向模拟器装置2000提供更多数据。
在冲压机2200使条带样本S (通过拉力P)变形到示例性测试位置(诸如图10B中所示的测试位置)时，传感器S1、S2、S3各自测量条带样本S。在所示实施方案中，如本领域中已知，传感器S1、S2、S3是通过数字图像相关(“DIC”)系统(未图示)控制的光学伸长计。更具体地说，传感器S1、S2、S3可以是利用高分辨率电荷耦合装置(“CCD”)相机(例如，2至12兆像素)的光学伸长计，并且聚焦于条带样本S的相应的区R1、R2、R3。然而，在其他实施方案中，传感器S1、S2、S3是利用互补金属氧化物半导体("CMOS")技术的光学伸长计。在其他实施方案中，传感器S1、S2、S3是CCD与CMOS图像传感器的组合。
不管传感器S1、S2、S3是否是CCD和/或CMOS图像传感器，所述传感器都将光转换成电子以进行数据收集并且进行后处理以计算应变和位移值。因此，DIC系统是具有一个或多个数字相机的非接触式光学测量系统，所述数字相机具有传感器，所述传感器在3D上测量经受拉力P的相应区R1、R2、R3中的每一者处的应变和位移。在一个实施方案中，传感器S1、S2、S3是购自GOM的ARAMIS (TM) 3-D运动和变形传感器。在另一个实施方案中，传感器S1、S2、S3是由购自Instron的AVE 2动态应变测量和控制系统控制的AVE 2非接触式视频伸长计。在其他实施方案中，传感器S1、S2、S3是购自Dantec Dynamics的实时应变传感器视频伸长计。
然而，除了以上装置之外或替代以上装置，传感器S1、S2、S3还可以包括其他仪器(或仪器的组合)，诸如，例如，位移传感器、激光追踪器、线性可变差动变压器、拉线传感器、加速度计、应变仪、伸长计、夹紧仪、轮廓曲线仪等。如果需要，那么模拟器2000可以是自动化的并且包括控制器(未图示)，所述控制器通过各种致动系统使其各种传感器同步(例如，使传感器2300与测量拉力P和压边力B的载荷传感器同步)，所述致动系统夹紧抓手组件2130并且驱动冲压机2200。此类自动化模拟器2000可以用最少的技术人员输入来进行一个或多个模拟。
DIC系统可以包括使模拟器2000的各种方面同步的控制器(未图示)。举例来说，所述控制器可以按自动的或技术人员限定的时间间隔来控制冲压机2200的操作和对拉力P的测量、抓手组件2130的操作和对压边力B的测量以及传感器S1、S2、S3的操作。所述DIC系统还可以包括保存数据的计算机或其他媒体，并且可以用于进行摩擦学计算和/或用于其他后处理。一旦完成模拟，技术人员就可以将另一个测试样本S安装到模拟器装置2000中并且在不需要对DIC系统的任何额外校准的情况下对其进行测试。应了解，虽然模拟器装置2000如图所示具有测量相应区R1、R2、R3的三个(3)传感器S1、S2、S3，但是可以利用多于或少于三(3)个的相同或不同类型的传感器2300来测量相同或不同的区。举例来说，可以包括额外的传感器2300以测量样本S的除了区R1、R2、R3之外的一个或多个额外的区。
在一个示例性模拟中，模拟器装置2000同时执行拉伸条带摩擦试验和条带牵拉/拉延试验。在运作此模拟之前，技术人员将扁平插入件(例如，图7A的下部插入件2144和上部插入件2146，具有或不具有图7A中所示的任选的加热元件)安装在抓手组件2130内。技术人员随后可以在冲压机2200处于图10A中所示的初始设置位置中时将(未变形)的条带样本S固定在模拟器2000内。一旦用压边力B将样本S恰当地夹在抓手组件2130内，模拟便可以开始。在模拟器2000仍处于初始设置位置时，传感器S1、S2、S3可以各自开始测量(未变形)样本S的相应区R1、R2、R3。在传感器S1、S2、S3连续地测量其相应区R1、R2、R3的情况下，模拟器2000随后开始用拉力P向上拉延或拉动冲压机2200 (以及附接至其的冲针2230)，由此使样本S逐渐地变形或将样本S拉延为杯形状或变形状态，如图10B中所示。在此模拟期间，传感器S1、S2、S3 (图11)各自同时地测量其相应区R1、R2、R3的位移和应变梯度。随后可以将此数据与已知的拉力P和压边力B一起使用来计算在模拟在实际冲压过程期间发生的那些条件的条件下在区R1、R2、R3处模拟的拉伸条带摩擦和条带牵拉/拉延。
在第二示例性模拟中，模拟器2000同时执行拉伸条带摩擦试验和拉延筋摩擦试验。在运作此模拟之前，技术人员将拉延筋插入件(例如，单筋下部和上部插入件2150、2152(图7B)、双筋下部和上部插入件2160、2162 (图7C)或两者，安装于抓手组件2130内。在一些模拟中，技术人员可以将第一类型的拉延筋插入件(例如，单筋下部和上部插入件2150、2152)插入于左抓手组件2130a内，并且将第二类型的拉延筋插入件(例如，双筋下部和上部插入件2160、2162)插入于左抓手组件2130b内。在安装了适当的拉延筋插入件之后并且在模拟器2000处于初始设置位置时，技术人员将(未变形)样本S放置于抓手组件2130内，所述抓手组件被松开并且模拟可以以传感器S1、S2、S3各自测量其相应区R1、R2、R3开始。抓手组件2130用压边力B来夹紧条带样本S，所述压边力使拉延筋插入件内的条带样本S变形。在传感器S1、S2、S3连续地测量其相应区R1、R2、R3的情况下，在抓手组件2130a、2130b压紧样本S时，模拟器装置2000随后开始用拉力P向上拉延或拉动冲压机2200 (以及附接至其的冲针2230a、2230b)。此使样本S逐渐地变形或将样本S拉延为杯形状或变形状态，如图10B中所示。在此模拟期间，传感器S1、S2、S3各自同时测量其相应区R1、R2、R3的位移和应变梯度。随后可以将此数据与已知的拉力P和压边力B一起使用来计算在模拟在实际冲压过程期间发生的那些条件的条件下在区R1、R2、R3处模拟的拉伸条带摩擦和条带牵拉/拉延。
在其他示例性模拟中，拉伸条带摩擦试验、条带牵拉/拉延试验和拉延筋试验全都是单独地接连着(一个接着另一个)或同时地进行。
因此，所公开的系统和方法非常适合于实现所提及的目标和优点以及其中固有的那些目标和优点。上文公开的特定实施方案仅为说明性的，因为可以以了解了本文中的教导的本领域的技术人员显而易见的不同但等效的方式来修改和实践本公开的教导。此外，除了如所附权利要求书中所描述外，不希望限制于本文中所示的构造或设计的细节。因此，明显看出，可以更改、组合或修改上文公开的特定的说明性实施方案，并且所有此类变化被认为是在本公开的范围内。可以在缺少未特别地在本文中公开的任何元件和/或在本文中公开的任何可选元件的情况下适当地实践本文中说明性地公开的系统和方法。虽然依照“包括”、“含有”或“包含”各种部件或步骤来描述组成和方法，但是所述组成和方法还可以由各种部件和步骤“基本上组成”或“组成”。上文公开的所有数值和范围可以改变了某一量。只要公开了具有下限和上限的数值范围，便特别地公开属于所述范围内的任何数值和任何包括的范围。明确地说，本文中公开的每个值范围(呈“从约a至约b”或等效地“从约a至b”或等效地“从约a-b”的形式)将被理解为陈述包含在较宽的值范围内的每个数值和范围。此外，除非专利所有者另外明确地并且清楚地限定，否则权利要求书中的术语具有其普通的一般性意义。此外，如权利要求书中所使用，不定冠词“一”或“一个”在本文中被限定为表示一个或一个以上的其介绍的元件。如果在本说明书和可以通过引用并入本文中的一个或多个专利或其他文档中存在词语或术语的使用上的任何冲突，那么将采用与本说明书一致的定义。
如本文中所使用，在一连串物品前面的短语“……中的至少一者”(其中用术语“和”或“或”来隔开所述物品中的任一者)将列表作为整体而非所述列表的每个成员(即，每个物品)来修饰。短语“……中的至少一者”允许包括以下各项的意义：所述物品中的任一者有至少一个，和/或所述物品的任何组合有至少一个，和/或所述物品各至少一个。举例来说，短语“A、B和C中的至少一者”或“A、B或C中的至少一者”各自指代仅A、仅B或仅C；A、B和C的任何组合；和/或A、B和C各至少一个。

Claims (20)

1.一种用于测量测试条带样本的摩擦的摩擦学测试模拟器，所述模拟器包括：
基座，所述基座包括：
在所述基座的纵轴线上对齐的第一臂和第二臂，每个臂具有侧向部分、直立部分和端部以限定U形，所述第一臂的侧向部分与所述第二臂的侧向部分相对，所述第一臂的直立部分从所述第一臂的侧向部分延伸至所述第一臂的端部，所述第二臂的直立部分从所述第二臂的侧向部分延伸至所述第二臂的端部，其中所述第一臂和所述第二臂一起限定所述基座的相对的前侧和后侧以及相对的上侧和下侧，
设置于所述第一臂的端部处的第一抓手和设置于所述第二臂的端部处的第二抓手，其中每个所述抓手包括一对压板，其中所述压板中的至少一者是用于对从所述第一抓手延伸至所述第二抓手的所述测试条带样本施加压边力，
设置于所述抓手之间的一对横向基座销，第一对相对的支撑件用于所述基座销中的一者，所述第一支撑件从所述第一臂的相对的前侧和后侧向上延伸，第二对相对的支撑件用于所述基座销中的另一者，所述第二支撑件从所述第二臂的相对的前侧和后侧向上延伸；
冲压机，所述冲压机可致动以相对于所述基座施加拉力并且包括一对横向冲针，所述冲针相对于所述一对基座销向内定向，所述冲压机用于从第一位置铰接至第二位置，在所述第一位置，所述测试条带样本处于所述基座销下方并且处于所述冲针上方，在所述第二位置，所述测试条带样本处于所述基座销下方并且处于所述冲针上方，但是所述冲针比在所述第一位置时高；以及
多个传感器，所述多个传感器在所述测试条带样本变形时测量所述测试条带样本，所述多个传感器包括：可操作地连接至所述冲压机以用于测量所述拉力的载荷传感器；可操作地连接至所述第一抓手和所述第二抓手中的至少一者以用于测量所述压边力的载荷传感器；以及至少一个传感器，所述至少一个传感器被配置成在所述模拟器的一个或多个区处在所述测试条带样本变形时测量所述测试条带样本的位移或应变。
2.如权利要求1所述的摩擦学测试模拟器，其中所述抓手是抓手组件，所述抓手组件还包括：
上部压板和下部压板，所述上部压板和所述下部压板各自包括内部面；
多个支柱，所述多个支柱附接至所述下部压板并且从所述下部压板的所述内部面延伸至所述上部压板的所述内部面中并且穿过所述上部压板；以及
致动器，所述致动器沿着所述多个支柱驱动所述上部压板。
3.如权利要求2所述的摩擦学测试模拟器，其中所述上部压板和所述下部压板的所述内部面各自包括凹口，并且所述抓手组件还包括收纳于所述凹口内的一对对应的插入件，其中所述对应的插入件各自还包括压紧表面。
4.如权利要求3所述的摩擦学测试模拟器，其中所述对应的插入件中的第一者的所述压紧表面包括筋，并且所述对应的插入件中的第二者的所述压紧表面包括对应地整形的凹口。
5.如权利要求3所述的摩擦学测试模拟器，其中所述对应的插入件中的第一者的所述压紧表面包括双筋，并且所述对应的插入件中的第二者的所述压紧表面包括对应地整形的凹口。
6.如权利要求2所述的摩擦学测试模拟器，其中所述上部压板和所述下部压板的所述内部面包括相应的加热元件。
7.如权利要求3所述的摩擦学测试模拟器，其中所述对应的插入件的所述压紧表面包括相应的加热元件。
8.如权利要求3所述的摩擦学测试模拟器，其中所述对应的插入件的所述压紧表面相对于水平轴线对应地成角度。
9.如权利要求8所述的摩擦学测试模拟器，其中所述基座销中的每一者被包括在相应的销组件中，
每个销组件包括一个所述基座销以及用于所述一个所述基座销的所述一对相应的支撑件，其中所述一对支撑件各自包括分别布置于相应臂的前面和背面上的前面板和后面板，每个所述横向基座销在基座上部表面上方从一个所述前面板横向地延伸至一个所述后面板，
其中所述前面板和所述后面板各自具有多个基座销位置，
其中所述基座销在一对对应的所述销位置内布置在所述前面板与所述后面板之间，使得每个基座销的每个相对的端部接合所述面板中的一者。
10.如权利要求2所述的摩擦学测试模拟器，其中所述抓手中的每一者经由压边系统致动，所述压边系统包括：气缸和设置于所述气缸内的活塞，所述活塞从所述气缸的敞开端延伸并且连接至所述上部板的上表面，其中在所述气缸受到所述气缸内的气动或液压压力加压时，所述活塞使所述上部压板往复运动。
11.如权利要求10所述的摩擦学测试模拟器，其中所述气缸包括压力入口和压力出口。
12.如权利要求10所述的摩擦学测试模拟器，其中所述压边系统还包括设置于所述气缸的所述敞开端处的压边背板，所述压边背板包括多个开口，所述活塞和所述多个支柱延伸穿过所述多个开口。
13.如权利要求12所述的摩擦学测试模拟器，其中所述压边背板包括朝向所述上部板的所述上表面定向的接触面，并且其中在所述压边背板的所述接触面上设有阻尼器。
14.如权利要求12所述的摩擦学测试模拟器，其中所述压边系统还包括底板，所述气缸附接在所述底板上，并且其中所述多个支柱附接至所述底板并且终止于所述底板处。
15.如权利要求12所述的摩擦学测试模拟器，其中所述气缸包括压力入口和压力出口，其中所述压力出口设置于所述压边背板中。
16.如权利要求14所述的摩擦学测试模拟器，其中所述气缸包括压力入口和压力出口，其中所述压力入口设置于所述底板中。
17.如权利要求1所述的摩擦学测试模拟器，其中所述一对基座销设置于所述基座上并且隔开冲模距离，并且其中所述一对基座销中的任一者或两者能够在所述纵轴线上进行调整以增大或减小所述冲模距离。
18.如权利要求1所述的摩擦学测试模拟器，其中所述一对冲针设置于所述冲压机上并且隔开能够相对于所述纵轴线测量的冲压距离，并且其中所述一对冲针中的任一者或两者可调整以增大或减小所述冲压距离。
19.如权利要求1所述的摩擦学测试模拟器，其中所述一对冲针设于冲针组件中，其中所述冲针组件包括顶板和从所述顶板向下延伸的一对相对的致动器侧板，并且其中所述一对冲针布置于所述一对致动器侧板之间，每个所述冲针在所述基座上部表面上方从一个所述致动器侧板横向地延伸至另一个所述致动器侧板。
20.如权利要求1所述的摩擦学测试模拟器，其中所述冲压机包括液压致动器。
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