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专利号: 2020102148992
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本上无切削的金属机械加工;金属冲压
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种模拟板带材电热场量变化的微控装置,其特征在于,其包括板形模拟试验平台、大电流调节电源、电流调节装置、热成像仪、热电偶、非接触式全场应变测量仪、大功率电流控制装置和电塑控制系统;

所述板形模拟试验平台包括试验平台钢板、可移动式支撑梁、板带材试件、导电夹头、活结螺杆、拉力传感器和伺服电动缸;

试验平台钢板用于为可移动式支撑梁、板带材试件、导电夹头、活结螺杆、拉力传感器和伺服电动缸提供支撑;所述可移动式支撑梁固定连接在试验平台钢板两端,为施力承载装置;所述可移动式支撑梁沿横向钻孔,纵向距离无级或多级可调,在试验平台钢板上根据试样尺寸规格要求进行固定;所述导电夹头的第一端夹持在板带材试件横向的打孔位置,所述拉力传感器的第一端通过活结螺杆与导电夹头的第二端连接,拉力传感器的第二端与伺服电动缸连接;所述伺服电动缸和拉力传感器可单独调节或测量,以改变板带横向的局部场分布;

所述大电流调节电源为板带材试件提供电流,所述电流为直流电脉冲;

所述电流调节装置包括多个大功率电流控制装置,所述大功率电流控制装置安装在所述大电流调节电源和所述导电夹头之间,实现对流经试样两端电流的分别调控;所述电流的参数同步传送至所述电塑控制系统;

所述大功率电流控制装置包括伺服电机、绝缘推杆、导电夹头连接端、大电流铜极滑块、铜线、绝缘支架和电源连接端;所述铜线缠绕在所述绝缘支架上,并且表面绝缘;所述电源连接端连接到大电流调节电源的正极,所述导电夹头连接端与所述导电夹头相连;由电塑控制系统控制的伺服电机推动大电流铜极滑块改变接入电路部分铜线的长度来改变电阻,逐渐改变电路中的电流的大小;

所述电塑控制系统根据板带材初始温度和张应力分布条件,离线设定和在线精调电脉冲参数和各支路电流并获得与控制目标相近的温度和张力分布条件;

所述热成像仪布置在试验平台上方,用于测量被测板带材的温度场,同时在所述板带材试件表面镶嵌热电偶对所述热成像仪进行校正;

所述非接触式全场应变测量仪布置在所述试验平台钢板上方,所述非接触式全场应变测量仪的镜头方向垂直于板带材试样上表面,用于进行板带材试件全场应变测量;

所述热成像仪、非接触全场应变测量仪和拉力传感器实时获取的电流场、温度场、应力场数据传送至所述电塑控制系统。

2.根据权利要求1所述的模拟板带材电热场量变化的微控装置,其特征在于,所述导电夹头沿板带材试件的每路间距为26mm。

3.根据权利要求1所述的模拟板带材电热场量变化的微控装置,其特征在于,所述热电偶依次镶嵌在所述板带材试件的中部和边部。

4.根据权利要求1所述的模拟板带材电热场量变化的微控装置,其特征在于,还包括霍尔电流传感器;所述霍尔电流传感器安装在连接大功率电流控制装置和导电夹头的导线上,实时采集各个分路电流反馈至电塑控制系统形成闭环,获得目标电流场、温度场及应力场。

5.根据权利要求1所述的模拟板带材电热场量变化的微控装置,其特征在于,所述电流调节装置包括正极电流调节装置和负极电流调节装置;所述正极电流调节装置连接在所述大电流调节电源正极和导电夹头之间,所述负极电流调节装置连接在所述大电流调节电源负极和导电夹头之间。

6.根据权利要求1所述的模拟板带材电热场量变化的微控装置,其特征在于,所述可移动式支撑梁通过肋板螺栓固定在所述试验平台钢板两端。

7.根据权利要求1所述的模拟板带材电热场量变化的微控装置,其特征在于,所述大电流调节电源提供的电流为直流电脉冲,所述直流电脉冲的峰值电流、脉宽、频率可在线调控。

8.根据权利要求1所述的模拟板带材电热场量变化的微控装置,其特征在于,传送至所述电塑控制系统的同步电流参数包括大电流调节电源参数和导电序列;所述导电序列即脉冲电流通过各支路的电流值,所述大电流调节电源参数包括有效电流、频率和脉宽。