[发明专利]模拟板带材电热场量变化的微控装置

说明书

本发明提出一种模拟板带材电热场量变化的微控装置，其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；针对大宽厚比高硬脆合金板带材，沿可移动式支撑梁横向布置不同数量电极，利用大功率电流控制装置，实现板带材电场、热场、应力场的分区域控制；同时，利用可移动式支撑梁和拉力传感器，实现不同长度和宽度板带材的工况测试，模拟不同场量间的瞬态同步纠缠关系，并利用电塑控制系统实现特定工况的智能闭环控制。该装置为研究实际轧制过程中的大宽厚比高硬脆板带材非匀态电塑效应，提供高精度的物理测试平台，并为传统轧机系统增加一种新的高效调节手段。

技术领域

本发明属于特种合金板带材的电塑轧制领域，具体涉及一种模拟板带材电热场量变化的微控装置。

背景技术

轧制是一种非常高效的加工手段，但是对于高硬脆合金材质，传统轧制工艺很难直接应用。近年来，国内外针对难变形材料，如高强钢、不锈钢、钛合金、锆合金以及镁合金等电塑性板材的轧制成形问题开展了一系列的理论研究和技术攻关，重点集中在电塑效应机理和电流辅助成形两个方面，主要利用电塑热效应和纯电致效应，通过调整金属组织演变特性和宏观力能参数降低流变应力，达到改善脆性或高硬等难变形带材加工困难、塑性差的目的，另外期待解决边裂、微裂纹或微孔洞等工程问题。

然而电流辅助成形在轧制领域实验对象依旧停留在线材、窄带，应用依旧不够成熟；而高效电塑性测控装置及其对应电流控制手段的缺失，在很大程度上限制了电塑性理论和技术的工业化进程，尤其对于宽带高速电塑性轧制过程来说，实现稳定轧制难度不言而喻，因此研发高效电塑性轧制装置及其配套的电流控制手段，对于难变形极薄带，提高电塑性效应控制能力，至关重要。发明专利公布号：CN109351773A，发明名称为：“一种电塑性宽带轧制装置”提供一种宽带电塑性轧制装置，利用导电辊和工作辊内部的内嵌导电块，提供一种电流分布在线调控手段，提高电塑性轧制宽带横向电流分布的均匀性。然而高速电塑性轧制过程极不稳定，使得传感器无法精准获得配电参数对电流场和温度场的作用规律。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够精细调节板带材高向、横向电、热、力各场量的分布规律及其多场纠缠过程的装置，从而改变轧制过程中轧件的局部本构关系或流动应力状态，充分利用电塑效应，探索高硬脆板带材轧制过程的增塑效果，为真正意义上的大宽厚比高硬脆合金板带的电塑轧制提供物理仿真装置和多工况测试平台。

为了解决上述技术问题，本发明提出一种模拟板带材电热场量变化的微控装置，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；