CN1124480C - 钣金综合实验机 - Google Patents
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Abstract
一种钣金综合实验机，它包括机架(33)、固定塔压紧机构(20)、移动塔压紧机构(14)、拉力臂机构(4)、测试室(22)、装于测试室(22)内的加力器(25)、控制面板(1)、配电系统柜(31)、以及液压系统、数据采集系统、计算机数据处理系统，所述固定塔压紧机构(20)竖直与机架(33)固定成一体，移动塔压紧机构(14)置于固接于机架(33)上的轨道(32)上，并可沿轨道(32)移动，所述液压系统包括液压系统柜(27)和分别通过管道与它相连的拉伸油缸(6)、移动塔夹紧油缸(12)、固定塔夹紧油缸(19)，所述数据采集系统包括拉力传感器(5)、移动塔压力传感器(13)、固定塔压力传感器(18)、转动变形位移传感器(24)、移动传感器(21)、线性位移传感器(29)，所述计算机数据处理系统包括计算机主机(8)及其数据处理软件。
Description
技术领域：本发明涉及一种综合性测试金属钣材多种物理力学性能参数的实验设备。
背景技术：在对钣金材料进行有限元分析领域和计算机仿真分析中，常常需要用到金属材料的各种性能参数，但迄今为止，钣金材料的各种性能参数都是从书本查阅到的若干年以前的一些经验参数，而这些参数的获得都是通过对一批或一类板材测试后获得而被一直沿用到至今。随着新材料技术的不断发展，这些手册上的参数越来越不能真实地反映各种新型金属材料的物理、力学性能，更不能适用于有限元分析和计算机仿真领域的精确的数值计算。至今，国内外还没有一种设备能够真正精确地测试出钣金材料的多种参数。
发明内容：本发明所要解决的技术问题就是提供一种可测试钣金材料物理、力学性能参数，集机电、液压、数据采集、数据处理一体化，多功能、易于使用维护、真实、精确、可靠、高效的钣金综合实验机。
解决上述技术问题采用以下技术方案，本发明的钣金综合实验机，包括机架、固定塔压紧机构、移动塔压紧机构、拉力臂机构、测试室、装于测试室内的加力器、控制面板、配电系统柜、以及液压系统、数据采集系统、计算机数据处理系统，所述固定塔压紧机构竖直与机架固定成一体，移动塔压紧机构置于固接于机架上的轨道上，并可沿轨道移动，所述液压系统包括液压系统柜和分别通过管道与它相连的拉伸油缸、移动塔夹紧油缸、固定塔夹紧油缸，拉伸油缸通过拉伸油缸支架固定在机架上，固定塔夹紧油缸、移动塔夹紧油缸分别安装在固定塔压紧机构和移动塔压紧机构上，所述数据采集系统包括拉力传感器、移动塔压力传感器、固定塔压力传感器、转动变形位移传感器、移动传感器、线性位移传感器，拉力传感器、移动塔压力传感器、固定塔压力传感器分别装于前述拉伸油缸、移动塔夹紧油缸、固定塔夹紧油缸的推力头部，移动传感器、转动变形位移传感器装于测试室内，线性位移传感器装于移动塔压紧机构与轨道之间。所述计算机数据处理系统包括计算机主机及其数据处理软件，计算机主机与控制面板、配电系统柜以及上述传感器之间为电连接。
本发明集机电、液压、数据采集、数据处理一体化，具有测量材料弹塑性本构关系性能参数，摩擦系数以及钣金材料大位移、大转动、大变形的力与位移关系等多种功能，且测试精确、可靠、高效、使用维护方便，整机结构体积小，性能价格比高。
附图说明：
图1是本发明的正视结构示意图
图2是表示拉力臂4与移动塔压紧机构14以及机架33、固定塔压紧机构20等连接关系的俯视示意图。
附图标号分别表示：
1、控制面板 2、回拉卡片 3、推力头
4、拉力臂机构 5、拉力传感器 6、拉伸油缸
7、拉伸油缸支架 8、计算机 9、推力杆
10、移动塔下模块 11、移动塔上模头 12、移动塔夹紧油缸
13、移动塔压力传感器 14、移动塔压紧机构
15、测试材料弹塑性本构关系及摩擦系数的试件(第一试件)
16、固定塔上模头 17、固定塔下模块
18、固定塔压力传感器 19、固定塔夹紧油缸
20、固定塔压紧机构 21、移动传感器
22、测试室 23、多功能测试卡子
24、转动变形位移传感器 25、加力器
26、测试钣金大位移、大变形、大转动的试件(第二试件)
27、液压系统柜 28、推力挡板
29、线性位移传感器 30、工具柜
31、配电系统柜 32、道轨 33、机架 34、拉力围板
具体实施方式：如图1、2所示，本发明包括机架33、固定塔压紧机构20、移动塔压紧机构14、拉力臂机构4、测试室22、装于测试室22内的加力器25、控制面板1、配电系统柜31、以及液压系统、数据采集系统、计算机数据处理系统。所述固定塔压紧机构20竖直与机架33固定成一体，移动塔压紧机构14置于固接于机架33上的轨道32上，并可沿轨道32移动。所述液压系统包括液压系统柜27和分别通过管道与它相连的拉伸油缸6、移动塔夹紧油缸12、固定塔夹紧油缸19，拉伸油缸6通过拉伸油缸支架7固定在机架33上，固定塔夹紧油缸19、移动塔夹紧油缸12分别安装在固定塔压紧机构20和移动塔压紧机构14上。所述数据采集系统包括拉力传感器5、移动塔压力传感器13、固定塔压力传感器18、转动变形位移传感器24、移动传感器21、线性位移传感器29、拉力传感器5、移动塔压力传感器13、固定塔压力传感器18分别装于前述拉伸油缸6、移动塔夹紧油缸12、固定塔夹紧油缸19的推力头部，移动传感器21、转动变形位移传感器24装于测试室内，线性位移传感器29装于移动塔压紧机构14与轨道32之间。所述计算机数据处理系统包括计算机主机8及其数据处理软件，计算机主机8与控制面板1、配电系统柜31以及上述拉力传感器5、移动塔压力传感器13、固定塔压力传感器18、转动变形位移传感器24、线性位移传感器29、移动传感器21之间为电连接。
作为本发明的进一步改进，所述移动塔压紧机构内设置有移动塔下模块10和移动塔上模头11。所述固定塔压紧机构内设置有固定塔下模块17和固定塔上模头16。所述拉力传感器5与拉力臂机构4之间设置有推力头3和回拉卡片2。所述机架上可设置有推力挡板28、拉力围板34、工具柜30。所述的加力器25与转动变形位移传感器24之间装有多功能测试卡子23。
本发明的工作原理及过程概述如下：利用移动塔夹紧油缸12、固定塔夹紧油缸19产生推力通过机架33上的固定塔压紧机构20和移动塔压紧机构14以及移动塔下模块10、移动塔上模头11、固定塔上模头16、固定塔下模块17实施对第一试件15两端的夹紧，其中固定塔压紧机构20固定在机架33上，移动塔压紧机构14在拉伸油缸的推动下可沿机架33上的轨道32作线性运动，从而实现对第一试件15的拉伸。第一试件15的变化量通过线性位移传感器29进行检测，通过计算机系统8对有关的拉力传感器5、移动塔压力传感器13、固定塔压力传感器18、线性位移传感器29的信息变化量进0行处理，可获得第一试件15材料弹塑性本构关系性能参数。
拉伸构件由回拉卡片2、推力头3、拉力臂机构4、拉力传感器5、拉伸油缸6、拉伸油缸支架7组成，其设计是根据液压油缸6拉力与推力的不同特性，为发挥液压油缸的最大功效而设计的。它是利用了推力并通过拉力臂机构4将拉力转换方向变成对移动塔压紧机构14的拉力，同时也缩小了整机的结构体积，提高了性能价格比。
在液压拉伸油缸6、移动塔夹紧油缸12、固定塔夹紧油缸19的推力头部装置一个高灵敏度的拉力传感器5、移动塔压力传感器13、固定塔压力传感器18，不仅对液压拉伸油缸6、移动塔夹紧油缸12、固定塔夹紧油缸19产生的推力进行监控，也可以通过计算机数据处理系统8对第一试件15两端的压紧力以及拉力进行调控。
为了测试材料的弹塑性本构性能关系，除了上述的使材料受力的过程之外，还必须利用试件的受力变形状况对受力状况进行反馈调控。因此，在移动塔压紧机构14与轨道32之间安装一个高精密度的位移传感器29，对试件的应变进行监测。
本发明中，摩擦系数的测试是通过调控固定塔压紧机构20的固定塔上模头16、固定塔下模块17对第一试件15的压力，在拉伸油缸6的推动下实施对试件的水平拉伸，通过数据采集系统的拉力传感器5、移动塔压力传感器13、固定塔压力传感器18、线性位移传感器29以及移动传感器21，计算机数据处理系统可获得第一试件15与固定塔上模头16、固定塔下模块17之间的摩擦系数。
钣金材料大位移、大转动、大变形的力与位移关系测试是通过测试室22内的加力器25对第二试件26测试端加力，另一端由固定塔压紧机构20的固定塔上模头16、固定塔下模块17压紧。转动变形位移传感器24将信息变化量通过计算机8的数据处理可获得试件在大位移、大转动、大变形情况下的力与位移关系。
为了能精确测试受力点以及该点的位移，本发明还设计了一个测试卡子23，改善被测工件测试点与传感器连接效果，使之精确、可靠、稳定，通过它，能准确地将力加载到第二试件26所要求的部位，并能准确地测出该受力点在大位移、大转动、大变形情况下的力与位移关系。
Claims (8)
1、一种钣金综合实验机，其特征在于它包括机架(33)、固定塔压紧机构(20)、移动塔压紧机构(14)、拉力臂机构(4)、测试室(22)、装于测试室(22)内的加力器(25)、控制面板(1)、配电系统柜(31)、以及液压系统、数据采集系统、计算机数据处理系统，所述固定塔压紧机构(20)竖直与机架(33)固定成一体，移动塔压紧机构(14)置于固接于机架(33)上的轨道(32)上，并可沿轨道(32)移动，所述液压系统包括液压系统柜(27)和分别通过管道与它相连的拉伸油缸(6)、移动塔夹紧油缸(12)、固定塔夹紧油缸(19)，拉伸油缸(6)通过拉伸油缸支架(7)固定在机架(33)上，固定塔夹紧油缸(19)、移动塔夹紧油缸(12)分别安装在固定塔压紧机构(20)和移动塔压紧机构(14)上，所述数据采集系统包括拉力传感器(5)、移动塔压力传感器(13)、固定塔压力传感器(18)、转动变形位移传感器(24)、移动传感器(21)、线性位移传感器(29)，拉力传感器(5)、移动塔压力传感器(13)、固定塔压力传感器(18)分别装于拉伸油缸(6)、移动塔夹紧油缸(12)、固定塔夹紧油缸(19)的推力头部，移动传感器(21)、转动变形位移传感器(24)装于测试室内，线性位移传感器(29)装于移动塔压紧机构(14)与轨道(32)之间，所述计算机数据处理系统包括计算机主机(8)及其数据处理软件，计算机主机(8)与控制面板(1)、配电系统柜(31)以及上述拉力传感器(5)、移动塔压力传感器(13)、固定塔压力传感器(18)、转动变形位移传感器(24)、线性位移传感器(29)、移动传感器(21)之间为电连接。
2、根据权利要求1所述的钣金综合实验机，其特征在于所述移动塔压紧机构内设置有移动塔下模块(10)和移动塔上模头(11)。
3、根据权利要求1所述的钣金综合实验机，其特征在于所述固定塔压紧机构内设置有固定塔下模块(17)和固定塔上模头(16)。
4、根据权利要求1所述的钣金综合实验机，其特征在于所述拉力传感器(5)与拉力臂机构(4)之间设置有推力头(3)和回拉卡片(2)。
5、根据权利要求1所述的钣金综合实验机，其特征在于所述机架上设置有推力挡板(28)。
6、根据权利要求1所述的钣金综合实验机，其特征在于所述机架上设置有拉力围板(34)。
7、根据权利要求1所述的钣金综合实验机，其特征在于所述的加力器(25)与转动变形位移传感器(24)之间装有多功能测试卡子(23)。
8、根据权利要求1所述的钣金综合实验机，其特征在于所述的机架上设置有工具柜(30)。
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