層平面螺旋線(xiàn)圈優(yōu)選采用矩形截面 的紫銅漆包線(xiàn)，直接旋轉(zhuǎn)鑲嵌到加工有螺旋槽的環(huán)氧板上，上面覆蓋一層薄的環(huán)氧板，然后 再用環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行密封加固。這樣的線(xiàn)圈制作簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)，有利于改善驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈11的 受力狀態(tài)，延長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈11的壽命。
[0035] 請(qǐng)參照?qǐng)D3,對(duì)于成形極限圖右側(cè)，即雙向拉伸應(yīng)變狀態(tài)，所述薄板材料14采用邊 長(zhǎng)為L(zhǎng)XL的方形板料或直徑為的圓形板料。優(yōu)選的，采用邊長(zhǎng)為L(zhǎng)XL的方形板料尺 寸L以保證板料有足夠的壓邊力。
[0036] 請(qǐng)參照?qǐng)D4,對(duì)于成形極限圖左側(cè)即單向拉伸應(yīng)變狀態(tài)，根據(jù)單向拉伸試樣標(biāo)準(zhǔn) 圖，同時(shí)考慮到平面螺旋線(xiàn)圈產(chǎn)生的雙駝峰型的電磁力分布特點(diǎn)，所述薄板材料14采用方 形板料，且具有四個(gè)關(guān)于所述方形板料中心對(duì)稱(chēng)的1/4圓形孔，相鄰兩個(gè)1/4圓形孔沿中心 軸的距離為d，所述1/4圓形孔的半徑為R1，每一 1/4圓形孔的兩端通過(guò)圓弧R2和R3進(jìn)行 光滑連接，每一 1/4圓形孔的直角端通過(guò)圓弧R4進(jìn)行光滑連接。
[0037] 請(qǐng)參照?qǐng)D5,塑性變形過(guò)程中，平面應(yīng)變狀態(tài)是比較苛刻的狀態(tài)，在成形極限測(cè)試 中，平面應(yīng)變狀態(tài)是比較難獲得的。為了獲得平面應(yīng)變狀態(tài)，借鑒Wagoner等人的試樣設(shè)計(jì) 思想。根據(jù)一些難成形材料如鈦合金需要在驅(qū)動(dòng)片的作用下變形的特點(diǎn)采用所述薄板材料 14為方形板料，且具有兩個(gè)關(guān)于所述方形板料中心軸對(duì)稱(chēng)的半圓形孔，兩個(gè)半圓形孔沿中 心軸的距離為D，所述半圓形孔的半徑為1/2D，每一半圓形孔的兩端通過(guò)圓弧R5進(jìn)行光滑 連接。
[0038] 所述薄板材料14可以為高阻的金屬材料或合金材料。本實(shí)施例中，所述薄板材料 14為T(mén)C4鈦合金，其電阻率為169. 3μΩ.cm。
[0039] 所述驅(qū)動(dòng)片13選自輕質(zhì)，易變形，低電阻率的材料，從而可以有效提高驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈 11的成形效率，尤其是在成形高電阻率材料時(shí)。優(yōu)選，電阻率小于等于10μΩ.cm;更優(yōu) 選，電阻率小于等于5μΩ.cm。本實(shí)施例中，在雙向脹形時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)片13采用2mm厚的 AA5052鋁板，電阻率約為2. 7μΩ.cm，以提高成形效率，另外可改善線(xiàn)圈的受力，延長(zhǎng)其壽 命；單向拉伸及平面應(yīng)變狀態(tài)實(shí)驗(yàn)時(shí)，采用〇. 8mm厚的T3紫銅板，電阻率約為1. 7μΩ. cm。
[0040] 一種使用上述測(cè)量裝置100的測(cè)量方法，包括：
[0041]通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)源12中的電容器123放電，在所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈11上產(chǎn)生脈沖電流，從 而使所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈11與所述驅(qū)動(dòng)片13之間產(chǎn)生相互排斥的力，使所述薄板材料14變形， 請(qǐng)參照?qǐng)D2;
[0042] 將脹形后的薄板材料14取出，通過(guò)拍照采集數(shù)據(jù)再通過(guò)軟件ASAME進(jìn)行處理，得 到成形極限所需的單向拉伸、平面應(yīng)變和雙向拉伸三種應(yīng)變狀態(tài)下的主應(yīng)變及次應(yīng)變，從 而得到成形極限圖。
[0043] 進(jìn)一步的，所述通過(guò)驅(qū)動(dòng)源12中的電容器123放電的步驟包括：
[0044] 通過(guò)AC電源121向所述電容器123充電；以及
[0045] 通過(guò)充電后的電容器123向所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈11放電。上述步驟可以通過(guò)開(kāi)關(guān)122 和開(kāi)關(guān)124實(shí)現(xiàn)。所述六(：電源的電壓可以為20-401^ ;所述電容器的容量為200-300以€; 放電時(shí)間為毫秒級(jí)。優(yōu)選的，所述AC電源的電壓為25-35kv;所述電容器的容量為 200-250μf。更優(yōu)選的，所述AC電源的電壓為28-32kv;所述電容器的容量為210-220μf。 本實(shí)施例中，所述AC電源的電壓為30kv;所述電容器的容量為213μf。
[0046] 采用本實(shí)用新型中的方形試樣獲得了電磁高能率雙向拉伸應(yīng)變狀態(tài)下TC4鈦合 金板材的成形極限，如圖6所示；采用如圖4試樣獲得了電磁高能率單向拉伸應(yīng)變狀態(tài)下 TC4鈦合金板材的成形極限，如圖7所示；采用如圖5試樣獲得了電磁高能率平面應(yīng)變狀態(tài) 下TC4鈦合金板材的成形極限，如圖8所示。
[0047] 注意，上述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì) 理解，本實(shí)用新型不限于這里所述的特定實(shí)施例，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)能夠進(jìn)行各種明 顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會(huì)脫離本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，雖然通過(guò)以上實(shí)施例 對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了較為詳細(xì)的說(shuō)明，但是本實(shí)用新型不僅僅限于以上實(shí)施例，在不脫離 本實(shí)用新型構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實(shí)施例，而本實(shí)用新型的范圍由所附 的權(quán)利要求范圍決定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于電磁高能率下的薄板材料成形極限的測(cè)量裝置，其特征在于，包括： 脹形模具，包括上模和下模，所述上模具有一凹形空間； 驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈，設(shè)置于所述下模中； 驅(qū)動(dòng)源，與所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈電連接，所述驅(qū)動(dòng)源包括AC電源以及與所述AC電源并聯(lián)的電 容器；以及 驅(qū)動(dòng)片，具有一中心孔； 其中，所述上模和所述下模用于夾持所述薄板材料，所述驅(qū)動(dòng)片設(shè)置于驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈的上 表面。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈采用平面螺旋線(xiàn)圈。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征在于，所述薄板材料為方形板料或圓形板 料。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征在于，所述薄板材料為方形板料，且具有兩 個(gè)關(guān)于所述方形板料中心軸對(duì)稱(chēng)的半圓形孔，兩個(gè)半圓形孔沿中心軸的距離為D，所述半圓 形孔的半徑為1/2D，每一半圓形孔的兩端通過(guò)圓弧R5進(jìn)行光滑連接。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征在于，所述薄板材料為方形板料，且具有四 個(gè)關(guān)于所述方形板料中心對(duì)稱(chēng)的1/4圓形孔，相鄰兩個(gè)1/4圓形孔沿中心軸的距離為d，所 述1/4圓形孔的半徑為R1，每一 1/4圓形孔的兩端通過(guò)圓弧R2和R3進(jìn)行光滑連接，每一 1/4圓形孔的直角端通過(guò)圓弧R4進(jìn)行光滑連接。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征在于，所述薄板材料為T(mén)C4鈦合金或高電阻 尚強(qiáng)鋼材料。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)量裝置，其特征在于，在雙向脹形時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)片采用 AA5052鋁板；在單向拉伸及平面應(yīng)變狀態(tài)實(shí)驗(yàn)時(shí)，采用T3紫銅板。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種基于電磁高能率下的薄板材料成形極限的測(cè)量裝置，包括：脹形模具，包括上模和下模，所述上模具有一凹形空間；驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈，設(shè)置于所述下模中；驅(qū)動(dòng)源，與所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈電連接，所述驅(qū)動(dòng)源包括AC電源以及與所述AC電源并聯(lián)的電容器；以及驅(qū)動(dòng)片，具有一中心孔；所述上模和所述下模用于夾持所述薄板材料，所述驅(qū)動(dòng)片設(shè)置于驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈的上表面；所述的薄板材料，具有獨(dú)特的形狀，放置于所述的驅(qū)動(dòng)片之上。
【IPC分類(lèi)】G01N3/28
【公開(kāi)號(hào)】CN205067248
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520798229
【發(fā)明人】李?yuàn)^強(qiáng), 趙軍
【申請(qǐng)人】廈門(mén)理工學(xué)院
【公開(kāi)日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年10月15日