[发明专利]一种基于滚动摩擦的板材拉压测试辅助夹具

说明书

本发明公开了一种基于滚动摩擦的板材拉压测试辅助夹具，包括上模部分和下模部分；上模部分包括上模座、上磁铁块、上滚轴、上推板和上推杆，下模部分包括下模座、下磁铁块、下滚轴、下推板和下推杆，上下模座通过磁铁块将滚轴吸附在其内部凹槽里，实验时试件位于夹持于上下滚轴之间；本发明利用滚轴对试件厚度方向进行约束，避免了板材屈曲的发生，滚轴的存在使试件在反复拉压实验中与本夹具保持良好的协调性，拉伸时滚轴相互远离，为压缩过程滚轴再次靠近的转动提供空间，将滑动摩擦变成了滚动摩擦。大幅度减小摩擦对参数测定的影响，利用该辅助夹具可以保证卡具空间位置不动的情况下完成拉压数据的测定，大幅度提高了拉压数据的精度和测试效率。

技术领域

本发明涉及材料检测技术领域，特别是涉及一种基于滚动摩擦的板材拉压测试辅助夹具。

背景技术

随着计算机技术的发展，虚拟实验和虚拟制造技术在板材成形工艺规划中得到非常广泛的应用，预测模型能否准确预测材料的物理行为对于虚拟制造技术是置关重要的，在板料成形工艺中，材料很多时候会经历反复拉压的复杂变形路径，而板料正向加载行为与反向加载行为差异较大，定义为包申格效应。很多可以描述材料的复杂反向加载的数学预测模型，如随动强化模型等，这些模型中参数较多，需要通过试验机测定板料的反复拉压力行程数据来拟合上述模型中的本构参数。由于板材的厚度方向较薄，在压缩过程中，很容易沿厚度方向产生屈曲变形，屈曲后的拉压试验数据自然失效。为了防止上述情况，可以在变形试件上加装一个辅助夹具防止板材屈曲的发生，大多数辅助夹具通过对板材厚度方向进行约束来实现上述目的，现有装置和板材之间的基本采用平面接触方式支撑，自然引入了摩擦的影响，而且摩擦力随侧向支撑压力非线性变化，很难利用数学的方法剔除。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于滚动摩擦的板材拉压测试辅助夹具，以解决上述现有技术存在的问题，能够大幅度减小摩擦对参数测定的影响，利用该夹具可以保证卡具空间位置不动的情况下完成拉压数据的测定，大幅度提高了拉压数据的精度和测试效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种基于滚动摩擦的板材拉压测试辅助夹具，包括上模部分和下模部分；

所述上模部分包括上模座、上磁铁块、上滚轴、上推板和上推杆，所述上模座上由顶面向下开设有大凹槽一和小凹槽一，所述大凹槽一和所述小凹槽一呈套嵌方式分布，所述上磁铁块设置于所述小凹槽一内，所述上模座的顶面两侧分别设置有一定位凸起，所述上模座的两端分别纵向穿设有一所述上推杆，所述上推杆的外端位于所述上模座外，内端则伸入到所述大凹槽一内，且所述上模座两端的上推杆的内端均连接所述上推板；所述大凹槽一内沿纵向排列设置有多个所述上滚轴，所述上滚轴横向放置，且多个所述上滚轴位于两个所述上推板之间，所述上滚轴的直径大于所述大凹槽一的槽深；

所述下模部分包括下模座、下磁铁块、下滚轴、下推板和下推杆，所述下模座下由顶面向下开设有大凹槽二和小凹槽二，所述大凹槽二和所述小凹槽二呈套嵌方式分布，所述下磁铁块设置于所述小凹槽二内，所述下模座的顶面两侧分别设置有一定位凹槽，两个所述定位凹槽用于与上上模座上的定位凸起配合，固定装置的安装位置；所述下模座的两端分别纵向穿设有一所述下推杆，所述下推杆的外端位于所述下模座外，内端则伸入到所述大凹槽二内，且所述下模座两端的下推杆的内端均连接所述下推板；所述大凹槽二内沿纵向排列设置有多个所述下滚轴，所述下滚轴横向放置，且多个所述下滚轴位于两个所述下推板之间，所述下滚轴的直径大于所述大凹槽二的槽深；

所述上模座和所述下模座合模时，所述定位凸起限位于所述定位凹槽内，进行板材拉压测试实验时，试件位于夹持于所述上滚轴与所述下滚轴之间。

优选地，所述上模座和所述下模座为尺寸相同的长方体结构。

优选地，所述大凹槽一和所述大凹槽二为尺度相同的长方形槽体，所述小凹槽一和所述小凹槽二为尺度相同的长方形槽体。