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原文传递一种板材成形性能的磁流变液胀形试验装置及试验方法

专利名称：	一种板材成形性能的磁流变液胀形试验装置及试验方法
摘要：	本发明涉及一种板材成形性能的磁流变液胀形试验装置及试验方法，包括直流电源、磁流变液套筒、柱塞、固定座、计算机控制系统；所述柱塞安装在所述磁流变液套筒下端，所述磁流变液套筒内填充有磁流变液，所述柱塞向上运动时可推动所述磁流变液向上移动；本发明利用磁流变液在外加磁场作用下其物态可以从液态、半固态、固态发生瞬时连续的可逆变化，力学性能也发生瞬时连续的改变性质，实现板材胀形试验可以在凸模力学性能连续可调的条件下进行，获得凸模力学性能连续变化可调的条件下板材的成形性能，解决传统板材胀形试验无法实现凸模力学性能连续变化、可调的问题，以及无法获得凸模力学性能连续变化可调的条件下板材的成形性能问题。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	黑龙江;23
申请人：	哈尔滨工业大学
发明人：	王忠金;冯业坤
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-17T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-08T00:00:00+0800
申请号：	CN201910644552.9
公开号：	CN110308048A
代理机构：	北京格允知识产权代理有限公司
代理人：	李亚东
分类号：	G01N3/12(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号
主权项：	1.一种板材成形性能的磁流变液胀形试验装置，其特征在于：包括直流电源(1)、磁流变液套筒(5)、柱塞(8)、固定座(9)、计算机控制系统(14)；所述磁流变液套筒(5)固定连接在所述固定座(9)上；所述柱塞(8)安装在所述磁流变液套筒(5)下端，所述磁流变液套筒(5)内填充有磁流变液(6)，所述柱塞(8)向上运动时可推动所述磁流变液(6)向上移动；所述磁流变液套筒(5)的顶部固定连接有可拆卸的凹模(3)，在所述磁流变液套筒(5)与所述凹模(3)间夹持有板材坯料(4)；所述磁流变液套筒(5)外壁缠绕有线圈(2)；所述直流电源(1)与所述线圈(2)连接，为所述线圈(2)提供电流，使所述线圈(2)对所述磁流变液(6)施加磁场，所述磁流变液(6)在变化的磁场的作用下发生液态、半固态、固态之间的连续可逆相互转变；所述柱塞(8)底部依次连接有用于实时测量柱塞(8)的位移和实验力的位移传感器(10)与力传感器(11)，在所述力传感器(11)的底部连接有电动缸(12)，所述电动缸(12)可推动所述柱塞(8)向上运动，使所述磁流变液(6)对所述板材坯料(4)进行加载；所述计算机控制系统(14)用以收集所述位移传感器(10)与力传感器(11)的实验数据并控制所述电动缸(12)的运动；所述凹模(3)上方设有对所述板材坯料(4)的变形进行测量记录的光学测量系统(13)。 2.根据权利要求1所述的板材成形性能的磁流变液胀形试验装置，其特征在于：在所述磁流变液套筒(5)内壁与所述柱塞(8)间设有密封圈(7)。 3.根据权利要求1所述的板材成形性能的磁流变液胀形试验装置，其特征在于：所述线圈(2)选用的材料为铜，所述线圈2的匝数为1500～3000，所述线圈(2)内径为50-100mm，轴向高度为100-200mm。 4.根据权利要求1所述的板材成形性能的磁流变液胀形试验装置，其特征在于：所述磁流变液(6)的成分包括羟基铁粉和甲基硅油，其中羟基铁粉的体积分数为10％～60％；所述羟基铁粉的粒子直径为1.0～10.0μm，平均粒径为3.0～5.0μm；所述甲基硅油常温下的粘度为0.1～2.0Pa·s。 5.根据权利要求1-4任意一项所述的板材成形性能的磁流变液胀形试验装置的试验方法，其特征在于，包括如下步骤： 1)将磁流变液(6)注入磁流变液套筒(5)内，将板材坯料(4)置于磁流变液套筒(5)及凹模(3)间，并将凹模(3)固定在磁流变液套筒(5)上且将板材坯料(4)夹紧，将光学测量系统(13)对准板材坯料； 2)开启直流电源(1)并向线圈(2)内输入电流，线圈(2)向所述磁流变液(6)施加磁场； 3)调整直流电源(1)电流的大小以改变磁场强度，并分别在不同的磁场强度下，驱动电动缸(12)以V1的速度向上推动柱塞(8)，使板材坯料(4)在磁流变液(6)的压力作用下发生胀形直至破裂，并用光学测量系统(13)实时记录板材坯料(4)在不同的磁场强度下板材坯料(4)的极限胀形高度、几何构形、应变分布； 4)关闭直流电源(1)，驱动电动缸(12)以V2的速度向下推动柱塞(8)，使磁流变液(6)退回到磁流变液腔体(5)中，打开凹模(3)取出胀形件； 5)处理实验数据：对获取的不同的磁场强度下板材坯料(4)磁流变液胀形的极限胀形高度、几何构形、应变分布进行处理，进而计算出应力分布和应力应变关系。 6.根据权利要求5所述的板材成形性能的磁流变液胀形试验装置的试验方法，其特征在于：将驱动电动缸(12)以速度V1向上推动柱塞(8)的行程分为两个阶段，在第一阶段时，分别施加不同的外加磁场，在第二阶段时不施加外加磁场。 7.根据权利要求5所述的板材成形性能的磁流变液胀形试验装置的试验方法，其特征在于：将驱动电动缸(12)以速度V1向上推动柱塞(8)的行程分为两个阶段，在第一阶段时，不施加外加磁场，在第二阶段时分别施加不同的外加磁场。 8.根据权利要求5-7任意一项所述的板材成形性能的磁流变液胀形试验装置的试验方法，其特征在于：所述直流电源(1)的电流调节范围为0～20A。 9.根据权利要求5-7任意一项所述的板材成形性能的磁流变液胀形试验装置的试验方法，其特征在于：所述柱塞(8)的速度V1的范围为0.2mm/s～0.5mm/s，所述柱塞(8)的速度V2的范围为0.1mm/s～0.2mm/s。 10.根据权利要求6或7所述的板材成形性能的磁流变液胀形试验装置的试验方法，其特征在于：所述柱塞(8)第一阶段的行程为0～6.0mm，第二阶段的行程为6.0mm～12.0mm。
所属类别：	发明专利