[发明专利]适用于高温条件下的十字双拉综合测试平台及方法

说明书

本公开提供了一种适用于高温条件下的十字双拉综合测试平台及方法，包括电加热控温系统、拉伸控制系统和应变测量系统，拉伸控制系统包括试验机、双向十字拉伸装置、标尺光栅和力值传感器，试验机与双向十字拉伸装置相连，对其施加压力，双向十字拉伸装置用于夹持并拉伸待测试件标尺光栅与力值传感器用于读取所述试件的拉伸长度和力值；电加热控温系统使拉伸控制系统的周围环境温度达到设定值；应变测量系统包括相互连接的测量头和处理器，所述测量头包括用于采集拉伸过程图像的相机，所述处理器根据图像获得试件在设定温度下拉伸测试过程的应变值。本公开能够精确测试板材在高温下等双拉及不同加载比例下材料的力学性能及成形性能。

技术领域

本公开属于金属板材力学性能及成形性能表征测试领域，具体涉及一种适用于高温条件下的十字双拉综合测试平台及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

十字双拉能获得板材在等双拉及不同应变路径下板材的力学性能、屈服准则及成形极限，而不同温度下板材在等双拉及不同应变路径、屈服准则及成形极限下的力学性能对指导板材成形工艺尤为重要。

发明人在此之前研发了一种双向十字拉伸测试装置(申请号为201710187880.1)解决了现有机械式拉伸装置的拉伸比例受限、不能全面测试材料不同拉伸下的力学性能问题，为不同温度下的拉伸测试提供了一定的帮助，但是，据发明人了解，目前能够对金属进行不同温度下双向十字拉伸性能测试的平台，一般均是由液压式或机械式双向拉伸装置和加热炉二者组合而成，而在加热炉内进行不同温度拉伸测试时，由于封闭的炉体中的高温空气、玻璃对光线折射等原因，导致非接触应变测量技术(即DIC技术)不能很好的应用，影响测试精度，进而无法获得精确的板材力学性能及成形性能，无法为板材成形提供精确的数据基础。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种适用于高温条件下的十字双拉综合测试平台及方法，本公开能够精确测试板材在高温下(可达500摄氏度)等双拉及不同加载比例下材料的力学性能、屈服准则及成形性能。

根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：

一种适用于高温条件下的十字双拉综合测试平台，包括电加热控温系统、拉伸控制系统和应变测量系统，其中：

所述拉伸控制系统包括试验机、双向十字拉伸装置、标尺光栅和力值传感器，所述试验机与双向十字拉伸装置相连，对其施加压力，所述双向十字拉伸装置用于夹持并拉伸待测试件，所述标尺光栅与所述力值传感器用于读取所述试件的拉伸长度和力值；

所述电加热控温系统包括控制器、温度传感器和可调节直流电源，所述可调节直流电源与待测试件连接，利用自阻加热能够使试件产生焦耳热，使试件温度升高，所述温度传感器采集所述试件温度，并反馈至所述控制器，所述控制器控制所述可调节直流电源的输出，使温度达到设定值；

所述应变测量系统包括相互连接的测量头和处理器，所述测量头包括用于采集拉伸过程中图像的相机，所述处理器根据图像获得试件在设定温度下拉伸测试过程的应变值。

通过上面的方案，可以精确控制温度环境，构造热环境，同时，利用测量头和处理器自动得到应变测量结果，能够克服现有的热环境十字拉伸试验平台无法准确获取试件应变场的不足，能够精确测试板材在高温下等双拉及不同加载比例下材料的力学性能、屈服准则及成形性能。

作为可选择的实施方案，所述可调节直流电源通过导线与用于固定试件的夹持部件连接，所述夹持部件包括相对设置的上夹片和下夹片，所述上夹片和下夹片的外侧均与夹头绝缘连接，所述上夹片和下夹片上还贯穿设置有导电的接线柱，所述接线柱与所述导线连接。

作为进一步的限定，所述上夹片和下夹片的端部通过销钉定位。

作为进一步的限定，所述上夹片和下夹片分别通过绝缘层与所述夹头连接。