[发明专利]一种十字形高速拉伸实验装置及实验方法

权利要求书

1.一种十字形高速拉伸实验装置，其特征在于：包括模座、压边圈、中空凸模、十字形板料试样、压边块和压力机；

所述模座内设有凹槽，所述凹槽内设有平面螺旋线圈，所述平面螺旋线圈顶部设有驱动板，所述驱动板和所述平面螺旋线圈均与所述凹槽通过绝缘材料填充，所述平面螺旋线圈与充放电电路相连，所述充放电电路上设有电容，所述电容能够对所述平面螺旋线圈放电；

所述压边圈设在所述模座顶部，所述压边圈为中空结构，所述压边圈内设竖直方向上的滑槽，所述压边圈顶部设有十字形导轨；

所述中空凸模设在所述压边圈内且设在所述驱动板顶部，所述中空凸模上设有滑块，所述滑块设在所述滑槽内，所述滑块的高度小于所述滑槽的高度使得所述滑块能够在所述滑槽内上下移动，进而使得所述中空凸模在所述压边圈内上下移动，所述中空凸模顶部设有冲头；

所述十字形板料试样设在所述十字形导轨内，所述十字形板料试样包括四个向外伸出的直臂，所述冲头向上移动时能够冲击四个直臂；

一组或两组所述压边块设置在所述十字形导轨内且设在所述十字形板料试样顶部，每组压边块包括两个相对的压边块，所述压边块能够在所述十字形导轨内移动，进而调整每组压边块间两个压边块的间距，以获得十字形板料试样不同的变形路径；

所述压力机设在所述压边块上，为所述压边块提供下压力。

2.根据权利要求1所述的十字形高速拉伸实验装置，其特征在于：所述充放电电路包括主电路、第一支路和第二支路，所述主电路上设有电源、电阻和第一控制开关，电容设在所述第一支路上，所述第二支路上设置所述平面环形螺旋线圈和第二控制开关。

3.根据权利要求1所述的十字形高速拉伸实验装置，其特征在于：所述十字形板料试样包括但不限于导电材料和非导电材料。

4.根据权利要求1所述的十字形高速拉伸实验装置，其特征在于：所述冲头为矩形，所述冲头的每一边与一个直臂相对。

5.根据权利要求1所述的十字形高速拉伸实验装置，其特征在于：所述冲头的顶部为圆弧形。

6.根据权利要求1所述的十字形高速拉伸实验装置，其特征在于：所述压边圈内设有通孔，所述滑槽设在所述通孔底部，所述中空凸模设在所述通孔内。

7.根据权利要求6所述的十字形高速拉伸实验装置，其特征在于：所述通孔为圆柱形，所述滑槽为圆柱形，所述中空凸模还包括连接部，所述连接部为圆筒状，所述连接部顶部设置冲头，底部设置滑块，所述连接部的外径略小于所述通孔的内径，所述滑块为圆柱状，所述滑块的外径略小于所述滑槽的内径。

8.根据权利要求7所述的十字形高速拉伸实验装置，其特征在于：所述平面螺旋线圈设置成环形，所述驱动板为圆板状结构或圆环状结构。

9.根据权利要求1所述的十字形高速拉伸实验装置，其特征在于：所述压边圈和所述十字形板料试样之间还设有垫片，所述垫片设在所述十字形导轨内且为矩形板状结构，调节所述垫片的厚度能够使所述中空凸模在冲击所述十字形板料试样的时候获得不同的初速度。

10.一种十字形高速拉伸实验方法，使用权利要求1-9任一项所述的十字形高速拉伸实验装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、在预先准备好的板材切割成十字形板料试样，并将十字形板料试样置于压边圈的十字形导轨中；

步骤S2、将一组或两组压边块放置在十字形板料试样的顶部，在十字形导轨中移动一组或两组压边块，调整每组压边块间两个压边块的间距，使一组或两组压边块移动至实验要求的位置上；

步骤S3、用压边块压紧十字形板料试样，并使用压力机施加一定的压力；

步骤S4、为电容充电，并由电容向平面螺旋线圈放电，驱动板被电磁力驱动从而使中空凸模冲击十字形板料试样，待十字形板料试样变形后，采集相应变形状况。