CN205593858U - 薄板纯弯曲性能测试实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种薄板纯弯曲性能测试实验装置，包括拉伸机、弯曲臂、拉伸臂和固定臂，所述弯曲臂包括上弯曲臂和下弯曲臂；所述上弯曲臂的中部与所述拉伸臂的一端铰接，所述拉伸臂的另一端与所述拉伸机的运动臂固定连接；所述下弯曲臂的中部与所述固定臂的一端铰接，所述固定臂的另一端与所述拉伸机的底座固定连接。其结构简单易操作，能有效指导冷弯成型工艺及模具设计，保证测试结果准确性。

Description

薄板纯弯曲性能测试实验装置

技术领域

本专利属于冶金材料性能测试及应用领域，尤其是指一种薄板纯弯曲性能测试实验装置。

背景技术

弯曲试验是材料机械性能试验的基本方法之一，目的是测定材料承受弯曲载荷时的力学特性，即用试验方法来检验材料承受规定弯曲程度的弯曲变形性能。在冶金材料领域，高强钢的辊压成形技术是汽车轻量化和安全节能的潜在核心技术之一，研究材料纯弯曲性能是辊压成形工艺设计和模具设计的基础，对金属薄板在纯弯曲变形条件下的弯曲性能检测的研究，能有效指导冷弯成型工艺及模具设计。

目前，传统的弯曲实验装置是将试样置于V型或U型模具上，再通过模具对试样中间部位施加载荷，实现试样的弯曲，该方法试样与装置接触部位为三处以上，V型或U型模具平面支撑保护较差，测试过程中，由于试样会发生形变，导致受力面也会有差异，进而影响测试操作和测试结果。

发明内容

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的问题，提供一种能有效指导冷弯成型工艺及模具设计、保证测试结果准确性、结构简单易操作的薄板纯弯曲性能测试实验装置。

为实现上述目的，本实用新型所设计的薄板纯弯曲性能测试实验装置，包括拉伸机、弯曲臂、拉伸臂和固定臂，所述弯曲臂包括上弯曲臂和下弯曲臂；所述上弯曲臂的中部与所述拉伸臂的一端铰接，所述拉伸臂的另一端与所述拉伸机的运动臂固定连接；所述下弯曲臂的中部与所述固定臂的一端铰接，所述固定臂的另一端与所述拉伸机的底座固定连接；

所述上弯曲臂和下弯曲臂的同一端分别设有试样压块；测试实验时，薄板试样置于所述上弯曲臂和下弯曲臂与试样压块之间，通过螺钉将试样压块、薄板试样、上弯曲臂和下弯曲臂固定为一体；

所述上弯曲臂和下弯曲臂的另一端设置有平衡调节螺栓，所述平衡调节螺栓上设有平衡调节螺母。

进一步地，所述上弯曲臂和下弯曲臂均为三角形弯曲臂，所述三角形弯曲臂的两端侧面是与拉伸机竖直主体平行布置的纵切面，所述拉伸臂和固定臂分别与所述三角形弯曲臂的顶端铰接。弯曲臂设为三角形形状更有利于调节初始平衡。

更进一步地，所述三角形弯曲臂的底边长度为三角形弯曲臂高度的两倍。

本实用新型的优点在于：

(1)进行薄板材料纯弯曲性能评价试验，有助于研究汽车板材料特别是高强钢辊压过程的成形特性，指导辊压工艺和模具设计。

(2)本实用新型采用两点弯曲性能检测方法，无需模具支撑，仅试样两端受力，弯曲变形不受外界支撑面影响，保证测试结果准确性，结构简单易操作，是一种新的材料性能评价测试方法，有助于深入研究材料成形特性，指导材料应用推广。

(3)本实用新型扩展单轴拉伸试验机功能，发挥设备应用潜力。

附图说明

图1为本实用新型薄板纯弯曲性能测试实验装置示意图；

图2为图1中上弯曲臂剖面示意图；

图3为薄板纯弯曲性能测试实验装置的工作原理示意图；

图中：拉伸机1，运动臂1.1，底座1.2，弯曲臂2，上弯曲臂2.1，下弯曲臂2.2，拉伸臂3，固定臂4，试样压块5，平衡调节螺母6，螺钉7，薄板试样8，平衡调节螺栓9。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1～2所示薄板纯弯曲性能测试实验装置，包括拉伸机1、弯曲臂2、拉伸臂3和固定臂4，弯曲臂2包括上弯曲臂2.1和下弯曲臂2.2，上弯曲臂2.1和下弯曲臂2.2分别为两块三角形面板，三角形面板的两端侧面是与拉伸机(1)竖直主体平行布置的纵切面，三角形面板高度为b，底边边长为2b，斜边边长为a，a和b为可测量的已知值；上弯曲臂2.1的三角形顶端与拉伸臂3的一端铰接，拉伸臂3的另一端与拉伸机1的运动臂固定连接，拉伸机1的运动臂给弯曲臂2提供向上的拉伸力；下弯曲臂2.2的三角形顶端与固定臂4的一端铰接，固定臂4的另一端与拉伸机1的底座固定连接；上弯曲臂2.1为正三角形放置，下弯曲臂2.2为倒三角形放置；

上弯曲臂(2.1)和下弯曲臂(2.2)的同一端分别设有试样压块(5)；测试实验时，薄板试样(8)置于所述上弯曲臂(2.1)和下弯曲臂(2.2)与试样压块(5)之间，通过螺钉(7)将试样压块(5)、薄板试样(8)、上弯曲臂(2.1)和下弯曲臂(2.2)固定为一体；

上弯曲臂2.1和下弯曲臂2.2的另一端设置有平衡调节螺栓9，平衡调节螺栓9上设有平衡调节螺母6。平衡调节螺栓9和平衡调节螺母6用于调节初始平衡。

采用本实施例的薄板纯弯曲性能测试实验装置的检测方法为：按如下步骤进行检测：

(1)试样安装一：将矩形薄板试样8的一端置于上弯曲臂2.1和试样压块5之间，通过螺钉7将试样压块5和矩形薄板试样8固定在上弯曲臂2.1的左侧侧面上。

(2)平衡调节：分别调节上弯曲臂2.1和下弯曲臂2.2右侧的平衡调节螺母6，使上下弯曲臂三角形底边保持水平状态。

(3)试样安装二：手动调整拉伸机1的高度，使上下弯曲臂间距与矩形薄板试样8的长度一致，再将矩形薄板试样8另一端置于下弯曲臂2.2和试样压块5之间，通过螺钉7将试样压块5和矩形薄板试样8固定在下弯曲臂2.2的左侧侧面上，完成试样安装。

(4)启动拉伸机开始测试。拉伸臂3随拉伸机1的运动臂向上运动，此时，上下弯曲臂受拉力作用分别产生绕轴的旋转运动，试样受上弯曲臂2.1逆时针扭矩和受下弯曲臂2.2顺时针扭矩共同作用产生向内的纯弯曲变形，如图3所示矩形薄板试样8变形后的形状。

(5)拉伸机1运转施加一定拉伸力后完成实验过程并自动停止。在拉伸机运转过程中，由拉伸机1自动记录拉伸载荷N、上下弯曲臂端点之间变形前的距离L和变形后产生的位移ΔL。

(6)通过测量试样弯曲部位曲率R即可得到弯曲性能曲线，可以对薄板材料进行纯弯曲性能评价，从而指导冷弯成型工艺及模具设计。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以设计出若干更改和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种薄板纯弯曲性能测试实验装置，包括拉伸机(1)、弯曲臂(2)、拉伸臂(3)和固定臂(4)，其特征在于：所述弯曲臂(2)包括上弯曲臂(2.1)和下弯曲臂(2.2)；所述上弯曲臂(2.1)的中部与所述拉伸臂(3)的一端铰接，所述拉伸臂(3)的另一端与所述拉伸机(1)的运动臂(1.1)固定连接；所述下弯曲臂(2.2)的中部与所述固定臂(4)的一端铰接，所述固定臂(4)的另一端与所述拉伸机(1)的底座(1.2)固定连接；

所述上弯曲臂(2.1)和下弯曲臂(2.2)的同一端分别设有试样压块(5)；测试实验时，薄板试样(8)置于所述上弯曲臂(2.1)和下弯曲臂(2.2)与试样压块(5)之间，通过螺钉(7)将试样压块(5)、薄板试样(8)、上弯曲臂(2.1)和下弯曲臂(2.2)固定为一体；

所述上弯曲臂(2.1)和下弯曲臂(2.2)的另一端设置有平衡调节螺栓(9)，所述平衡调节螺栓(9)上设有平衡调节螺母(6)。

2.根据权利要求1所述的薄板纯弯曲性能测试实验装置，其特征在于：所述上弯曲臂(2.1)和下弯曲臂(2.2)均为三角形弯曲臂，所述三角形弯曲臂的两端侧面是与拉伸机(1)竖直主体平行布置的纵切面，所述拉伸臂(3)和固定臂(4)分别与所述三角形弯曲臂的顶端铰接。

3.根据权利要求2所述的薄板纯弯曲性能测试实验装置，其特征在于：所述三角形弯曲臂的底边长度为三角形弯曲臂高度的两倍。