441下方的油缸二 453。油箱451與油缸一 452和油缸二 453之間分別通過(guò)單向閥一 454和截止閥456相通，油缸一 452和油缸二 453之間通過(guò)單向閥二 455相通。單向閥一 454和單向閥二 455通過(guò)控制把手457發(fā)生聯(lián)動(dòng)，具體為:當(dāng)向上提升控制把手457時(shí)，單向閥一 454打開，單向閥二 455關(guān)閉，油箱451中的液壓油進(jìn)入油缸一 452 ;當(dāng)向下按壓控制把手457時(shí)，單向閥一 454關(guān)閉，單向閥二 455打開，油缸一 452中的液壓油進(jìn)入油缸二 453，兩塊升降立板441上升，使得轉(zhuǎn)動(dòng)輪一 442和轉(zhuǎn)動(dòng)輪二 443自初始位置開始升高；當(dāng)打開截止閥456時(shí)，卸除油缸二 453中的液壓油，兩塊升降立板441下降，使得轉(zhuǎn)動(dòng)輪一 442和轉(zhuǎn)動(dòng)輪二443恢復(fù)到初始位置。
[0039]當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)輪一 442和轉(zhuǎn)動(dòng)輪二 443在初始位置時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)輪一 442和轉(zhuǎn)動(dòng)輪二 443的下邊沿與夾頭一 24和夾頭二 25的夾持面保持在同一水平高度上。
[0040]使用時(shí)，將待測(cè)試樣的中心位于彎曲輥42的上方，兩側(cè)自轉(zhuǎn)動(dòng)輪一 442和轉(zhuǎn)動(dòng)輪二 443的下方穿過(guò)并通過(guò)夾頭一 24和夾頭二 25夾持試樣的兩端，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)23對(duì)試樣兩端同時(shí)施加拉伸載荷，試樣在彎曲輥42位置發(fā)生彎曲變形，通過(guò)顯微設(shè)備測(cè)得試樣彎曲變形區(qū)的微觀變形場(chǎng)特征，同時(shí)通過(guò)力學(xué)測(cè)試模塊獲取試樣在對(duì)應(yīng)變形條件下的宏觀力學(xué)性能參數(shù)。
[0041]實(shí)施例:
[0042]以厚度0.5mm的DP590鋼作為研究對(duì)象，測(cè)試過(guò)程具體包括以下幾個(gè)步驟:
[0043]1)試樣制備:將DP590鋼板采用線切割0.5mm以上，然后磨至0.5mm厚，采用硝酸酒精溶液進(jìn)行金相腐蝕。
[0044]2)升降機(jī)構(gòu)安裝:將升降機(jī)構(gòu)通過(guò)螺栓安裝在門框形支架的頂部；接著先通過(guò)液壓系統(tǒng)將轉(zhuǎn)動(dòng)輪一和轉(zhuǎn)動(dòng)二調(diào)至初始位置，即轉(zhuǎn)動(dòng)輪一和轉(zhuǎn)動(dòng)輪二的下邊沿與夾頭一和夾頭二的夾持面保持在同一水平高度上；然后再通過(guò)液壓系統(tǒng)將轉(zhuǎn)動(dòng)輪一和轉(zhuǎn)動(dòng)輪二進(jìn)行升高，直至轉(zhuǎn)動(dòng)輪一和轉(zhuǎn)動(dòng)輪二的下邊沿與安裝后的試樣的上表面齊平；最后通過(guò)固定液壓系統(tǒng)中控制把手，使轉(zhuǎn)動(dòng)輪一和轉(zhuǎn)動(dòng)輪二保持在這個(gè)高度不變。
[0045]3)試樣裝夾:打開夾頭一和夾頭二，試樣稍微彎曲后，將試樣中間進(jìn)行金相腐蝕的位置放置在彎曲棍上，試樣的兩側(cè)則分別從轉(zhuǎn)動(dòng)輪一和轉(zhuǎn)動(dòng)輪二的下側(cè)穿過(guò)，最終試樣的兩端分別通過(guò)夾頭一和夾頭二進(jìn)行固定夾持；接著，通過(guò)力傳感器一和力傳感器二對(duì)試樣進(jìn)行等額預(yù)緊力拉伸，以保證試樣在拉伸時(shí)，兩端受力均勻，做等速相背運(yùn)動(dòng)。
[0046]4)顯微設(shè)備安裝:先將顯微定位支架安裝在門形框支架的頂部，再將顯微設(shè)備安裝在顯微定位支架的凹槽圓孔處，微調(diào)凹槽圓孔，使得顯微設(shè)備可以觀察試樣中部的金相組織。
[0047]5)試樣測(cè)試:開啟直流伺服電機(jī)帶動(dòng)雙向絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)滑塊在底座的滑道上作等速相背運(yùn)動(dòng)，即使得夾頭一和夾頭二沿相反方向作等速運(yùn)動(dòng)。由于彎曲輥的倒圓角處高于拉伸平面，夾頭一和夾頭二分別向兩側(cè)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)試樣拉伸，使得試樣在彎曲輥倒圓角處發(fā)生彎曲變形。力傳感器一和力傳感器二分別測(cè)量拉伸試樣時(shí)夾頭一和夾頭二所用的力，并將數(shù)據(jù)通過(guò)力數(shù)據(jù)采集卡儲(chǔ)存；若夾頭一和夾頭二所用的力相差大于一定值后，應(yīng)暫停試樣拉伸，通過(guò)調(diào)整試樣，保證兩端拉伸的力盡可能大小相等。位移傳感器測(cè)量滑塊一和滑塊二之間的移動(dòng)位移，并將位移數(shù)據(jù)經(jīng)位移數(shù)據(jù)采集卡儲(chǔ)存處理。最終，通過(guò)連接電腦，可將力數(shù)據(jù)采集卡和位移數(shù)據(jù)采集卡中的數(shù)據(jù)導(dǎo)出至電腦中，繪制出相應(yīng)的力-位移圖形，建立宏觀力學(xué)關(guān)系。
[0048]6)微觀組織獲取:DP590鋼的金相組織變化通過(guò)顯微設(shè)備獲取和保存，并通過(guò)成像設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)和記錄。
[0049]在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中，裂紋產(chǎn)生、長(zhǎng)大和擴(kuò)展方式等微觀現(xiàn)象可以借助顯微鏡等顯微成像設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并結(jié)合調(diào)試軟件獲得測(cè)試的力-位移圖像，從而建立對(duì)應(yīng)拉伸作用力下的金屬金相組織等微觀組織的變化，得到宏觀力學(xué)與微觀組織變形場(chǎng)的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系Ο
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種適用于金屬材料拉彎變形的微觀組織觀測(cè)裝置，其特征在于，包括機(jī)械拉伸模塊、力學(xué)測(cè)試模塊和彎曲模塊； 所述機(jī)械拉伸模塊包括左右對(duì)稱安裝在底座(11)上并可沿底座(11)滑動(dòng)的滑塊一(21)和滑塊二(22)，以及驅(qū)動(dòng)滑塊一(21)和滑塊二(22)進(jìn)行相向/相背運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(23);所述滑塊一(21)和滑塊二(22)的頂部分別安裝有呈左右對(duì)稱的夾頭一(24)和夾頭二(25)，用于分別夾住試樣的兩端； 所述力學(xué)測(cè)試模塊包括分別安裝在夾頭一(24)和夾頭二(25)上的力測(cè)試系統(tǒng)以及分別安裝在滑塊一(21)和滑塊二(22)上的位移測(cè)試系統(tǒng)；所述力測(cè)試系統(tǒng)用于分別探測(cè)試樣拉伸時(shí)夾頭一(24)和夾頭二(25)所用的力；所述位移測(cè)試系統(tǒng)用于探測(cè)滑塊一(21)和滑塊二(22)的移動(dòng)距離； 所述彎曲模塊包括橫跨在底座(11)中心前后兩側(cè)的門形框支架(41)，所述門形框支架(41)的頂部中心向上垂直凸伸出具有尖頂部的彎曲輥(42)，在彎曲輥(42)的上方懸空安裝有放置顯微設(shè)備的顯微定位組件(43)，所述門形框支架(41)的頂部還安裝有升降機(jī)構(gòu)(44)，該升降機(jī)構(gòu)(44)具有兩塊分別位于門形框支架(41)頂部的前后兩端的升降立板(441)，垂直貫穿兩塊升降立板(441)設(shè)置有相互平行且沿彎曲輥(42)左右對(duì)稱的轉(zhuǎn)動(dòng)輪一 (442)和轉(zhuǎn)動(dòng)輪二 (443); 待測(cè)試樣的中心位于彎曲輥(42)的上方，兩側(cè)自轉(zhuǎn)動(dòng)輪一(442)和轉(zhuǎn)動(dòng)輪二(443)的下方穿過(guò)并通過(guò)夾頭一(24)和夾頭二(25)夾持試樣的兩端，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(23)對(duì)試樣兩端同時(shí)施加拉伸載荷，試樣在彎曲輥(42)位置發(fā)生彎曲變形，通過(guò)顯微設(shè)備測(cè)得試樣彎曲變形區(qū)的微觀變形場(chǎng)特征，同時(shí)通過(guò)力學(xué)測(cè)試模塊獲取試樣在對(duì)應(yīng)變形條件下的宏觀力學(xué)性能參數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于金屬材料拉彎變形的微觀組織觀測(cè)裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(23)包括直流伺服電機(jī)(231)和雙向傳動(dòng)絲杠(232)，直流伺服電機(jī)(231)安裝在底座(11)的一端部，雙向傳動(dòng)絲杠(232)安裝在底座(11)的中心軸上并分別與滑塊一(21)和滑塊二(22)相連；所述直流伺服電機(jī)(231)驅(qū)動(dòng)雙向傳動(dòng)絲杠(232)，進(jìn)而帶動(dòng)滑塊一(21)和滑塊二(22)在底座(11)上作等速相向/相背運(yùn)動(dòng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于金屬材料拉彎變形的微觀組織觀測(cè)裝置，其特征在于，所述底座(11)上設(shè)有沿其中心軸呈前后對(duì)稱的滑道(12)，所述滑塊一(21)和滑塊二(22)安裝在滑道(12)上，并可沿滑道(12)作相向/相背運(yùn)動(dòng)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于金屬材料拉彎變形的微觀組織觀測(cè)裝置，其特征在于，所述力測(cè)試系統(tǒng)包括分別安裝在夾頭一(24)和夾頭二(25)上的力傳感器一(31)和力傳感器二(32)，以及分別與力傳感器一(31)和力傳感器二(32)相連的力數(shù)據(jù)采集卡(33);所述位移測(cè)試系統(tǒng)包括分別安裝在滑塊一(21)上的位移傳感器(34)以及與位移傳感器(34)相連的位移數(shù)據(jù)采集卡(35)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于金屬材料拉彎變形的微觀組織觀測(cè)裝置，其特征在于，所述升降機(jī)構(gòu)(44)通過(guò)安裝在兩塊升降立板(441)下方的液壓系統(tǒng)(45)驅(qū)動(dòng)兩塊升降立板(441)作升降運(yùn)動(dòng)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種適用于金屬材料拉彎變形的微觀組織觀測(cè)裝置，其特征在于，所述液壓系統(tǒng)(45)包括設(shè)置于升降機(jī)構(gòu)(44)底部的油箱(451)，平行設(shè)置于油箱(451)上方的油缸一(452)，以及分別設(shè)置于兩塊升降立板(441)下方的油缸二(453)，所述油箱(451)與油缸一 (452)和油缸二 (453)之間分別通過(guò)單向閥一 (454)和截止閥(456)相通，所述油缸一(452)和油缸二(453)之間通過(guò)單向閥二(455)相通； 所述單向閥一(454)和單向閥二(455)通過(guò)控制把手(457)發(fā)生聯(lián)動(dòng)；向上提升控制把手(457)，單向閥一(454)打開，單向閥二(455)關(guān)閉，油箱(451)中的液壓油進(jìn)入油缸一(452);向下按壓控制把手(457)，單向閥一(454)關(guān)閉，單向閥二 (455)打開，油缸一 (452)中的液壓油進(jìn)入油缸二(453)，兩塊升降立板(441)上升，使得轉(zhuǎn)動(dòng)輪一(442)和轉(zhuǎn)動(dòng)輪二(443)自初始位置開始升高；打開截止閥(456)，卸除油缸二(453)中的液壓油，兩塊升降立板(441)下降，使得轉(zhuǎn)動(dòng)輪一(442)和轉(zhuǎn)動(dòng)輪二(443)恢復(fù)到初始位置。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種適用于金屬材料拉彎變形的微觀組織觀測(cè)裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動(dòng)輪一(442)和轉(zhuǎn)動(dòng)輪二(443)在初始位置時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)輪一(442)和轉(zhuǎn)動(dòng)輪二(443)的下邊沿與夾頭一(24)和夾頭二(25)的夾持面保持在同一水平高度上。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于金屬材料拉彎變形的微觀組織觀測(cè)裝置，其特征在于，所述彎曲輥(42)的尖頂部高于轉(zhuǎn)動(dòng)輪一(442)和轉(zhuǎn)動(dòng)輪二(443)的下邊沿，且彎曲輥(42)的尖頂部作倒圓角處理。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于金屬材料拉彎變形的微觀組織觀測(cè)裝置，其特征在于，顯微定位組件(43)上開有用于放置顯微設(shè)備的凹槽圓孔(431)，該凹槽圓孔(431)具有左右上下微調(diào)的功能，凹槽圓孔(431)的圓心正對(duì)彎曲輥(42)的尖頂部。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于金屬材料拉彎變形的微觀組織觀測(cè)裝置，其特征在于，所述彎曲輥(42)通過(guò)螺栓與門形框支架(41)實(shí)現(xiàn)可拆卸安裝。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種適用于金屬材料拉彎變形的微觀組織觀測(cè)裝置，屬于金屬塑性成形領(lǐng)域。一種適用于金屬材料拉彎變形的微觀組織觀測(cè)裝置，包括機(jī)械拉伸模塊、力學(xué)測(cè)試模塊和彎曲模塊；待測(cè)試樣的中心位于彎曲模塊中彎曲輥的上方，兩側(cè)自彎曲模塊中的轉(zhuǎn)動(dòng)輪一和轉(zhuǎn)動(dòng)輪二的下方穿過(guò)并通過(guò)機(jī)械拉伸模塊中的夾頭一和夾頭二夾持試樣的兩端，對(duì)試樣兩端同時(shí)施加拉伸載荷，試樣在彎曲輥位置發(fā)生彎曲變形，通過(guò)顯微設(shè)備測(cè)得試樣彎曲變形區(qū)的微觀變形場(chǎng)特征，同時(shí)通過(guò)力學(xué)測(cè)試模塊獲取試樣在對(duì)應(yīng)變形條件下的宏觀力學(xué)性能參數(shù)。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)金屬拉彎過(guò)程中，最大變形區(qū)的視場(chǎng)原位觀察，并通過(guò)力學(xué)傳感器與位移傳感器，建立材料的宏觀力學(xué)性能。
【IPC分類】G01N3/08, G01N3/20, G01N3/06
【公開號(hào)】CN105372126
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510837598
【發(fā)明人】但文蛟, 張衛(wèi)剛, 任闖, 緱瑞賓, 黃婷婷
【申請(qǐng)人】上海交通大學(xué)
【公開日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年11月26日