[发明专利]基于电磁高能率下的薄板材料成形极限的测量装置及方法

权利要求书

1.一种基于电磁高能率下的薄板材料成形极限的测量装置，其特征在于，包括：

胀形模具，包括上模和下模，所述上模具有一凹形空间；

平面螺旋线圈，设置于所述下模中；

驱动源，与所述平面螺旋线圈电连接，所述驱动源包括AC电源以及与所述AC电源并联的电容器；以及

驱动片，具有一中心孔；

其中，所述上模和所述下模用于夹持所述薄板材料，所述驱动片设置于平面螺旋线圈的上表面；

测量成形极限的双向拉伸应变状态时，所述薄板材料为方形板料或圆形板料；

测量成形极限的平面应变状态时，所述薄板材料为方形板料，且具有两个关于所述方形板料中心轴对称的半圆形孔，两个半圆形孔沿中心轴的距离为D，所述半圆形孔的半径为1/2D，每一半圆形孔的两端通过圆弧R5进行光滑连接；

测量成形极限的单向拉伸应变状态时，所述薄板材料为方形板料，且具有四个关于所述方形板料中心对称的1/4圆形孔，相邻两个1/4圆形孔沿中心轴的距离为d,所述1/4圆形孔的半径为R1，每一1/4圆形孔的两端通过圆弧R2和R3进行光滑连接，每一1/4圆形孔的直角端通过圆弧R4进行光滑连接。

2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述薄板材料为TC4钛合金或高电阻高强钢材料。

3.根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，在双向胀形时，所述驱动片采用AA5052铝板；在单向拉伸及平面应变状态实验时，所述驱动片采用T3紫铜板。

4.一种测量方法，应用于如权利要求1至3任意一项所述的测量装置，其特征在于，包括：

通过所述驱动源中的电容器放电，在所述平面螺旋线圈上产生脉冲电流，从而使所述平面螺旋线圈与所述驱动片之间产生相互排斥的力，使所述薄板材料变形；

将胀形后的薄板材料取出，通过拍照采集数据再通过软件ASAME进行处理，得到成形极限所需的单向拉伸、平面应变和双向拉伸三种应变状态下的主应变及次应变，从而得到成形极限图。

5.根据权利要求4所述的测量方法，其特征在于，所述通过驱动源中的电容器放电的步骤包括：

通过AC电源向所述电容器充电；以及

通过充电后的电容器向所述平面螺旋线圈放电。

6.根据权利要求5所述的测量方法，其特征在于，所述AC电源的电压为20-40kv；所述电容器的容量为200-300μf；放电时间为毫秒级。