[实用新型]一种实现样件均匀加热的高温拉伸实验装置

说明书

本实用新型提供一种实现样件均匀加热的高温拉伸实验装置，其特征在于，以卧式电子万能拉伸机为主体，包括：拉伸机构，由左、右拉伸杆通过螺栓分别与卧式电子万能拉伸机的活动横梁和右固定横梁相连接；在圆柱形铜电极内部嵌有耐高温销，耐高温销的上部裸露端具有螺纹，耐高温销通过与左、右拉伸杆的配合实现对拉伸样件的夹持，并构成电流通路；还包括高频感应线圈、CCD相机、红外测温仪、高压空气喷头和温度控制装置。本实用新型可实现对导磁性样件的快速加热并保温，同时可有效减小拉伸样件标距内的温度梯度，保证拉伸样件温度的均匀性，从而提高实验数据的精确性，为有限元数值模拟和材料性能评价提供有效的数据支撑。

技术领域

本实用新型涉及高温材料性能测试领域，尤其涉及一种实现样件均匀加热的高温拉伸实验装置。

背景技术

轻量化是当今交通运输装备的研究热点。高强度金属板材的应用可有效减轻装备重量，同时满足安全性的要求。然而，高强度板材在室温下韧性差，在成形过程中易发生破裂、起皱等问题，同时，成形件的回弹问题也比较严重，因此，高强度金属板材室温成形很难满足成形件的质量要求。

热冲压成形技术可有效改善高强度金属板材的成形性，有助于复杂零部件的冲压成形。在热成形过程中，高强度板材首先被加热至某一温度，随后快速转运至模具中进行冲压成形并保压淬火。在此期间，板材与模具之间会发生剧烈的热交换。因此，热冲压成形是一个板材温度连续变化的过程。温度的变化会对材料的力学性能产生显著地影响。

在现代工业生产中，有限元仿真模拟是一个不可或缺的技术环节。其可对某一工艺下，板料的成形性能进行有效预测评价，有助于工程师对成形工艺的优化。而有限元模拟的准确性强烈依赖于材料的本构关系，因此，准确获得高强度板材在高温下的应力-应变数据是保证热成形有限元仿真准确性的必要条件。另一方面，材料的高温拉伸数据也可作为评价材料性能的重要依据。

为获得材料的高温拉伸数据并对其高温力学性能进行研究，申请号为201410140121.6的中国专利公开了一种通电热拉伸试验装置及拉伸试验方法。该专利通过红外测温感应器对拉伸试件进行温度监测并反馈给温度比较器，温度比较器将温度差值转化为电信号输出给功率调节器，以实现拉伸试件温度的恒定。然后，单纯采用通电加热的方式，样件温度沿拉伸方向必然存在较大的温度梯度，其一般规律为中间温度高，两侧温度逐渐降低。因此，所获拉伸数据是不准确的。申请号为201611113306.3的中国专利公开了一种高温拉伸实验装置。该专利将电磁感应线圈套在试样的周围以实现加热，该方式虽然能模拟真实的生产环境，但套在试样周围的感应线圈会阻碍高温引伸计等变形测量装置的安装，以至于不能准确获取试样的应力-应变曲线。

实用新型内容

根据上述提出的高温拉伸时样件温度恒定较难控制、材料拉伸数据不准确等影响热成形有限元分析的技术问题，而提供一种实现样件均匀加热的高温拉伸实验装置。本实用新型主要通过对样件进行快速均匀的加热，并能够实现保温功能；同时，根据工艺的需求，也可对样件进行快速冷却处理，从而实现实验结果可有效支撑有限元仿真以及材料性能评价。

本实用新型采用的技术手段如下：

一种实现样件均匀加热的高温拉伸实验装置，其特征在于，该实验装置以卧式电子万能拉伸机为主体，包括：

拉伸机构，由左拉伸杆和右拉伸杆通过螺栓分别与所述卧式电子万能拉伸机的活动横梁和右固定横梁相连接；

圆柱形铜电极，分别为左圆柱形铜电极和右圆柱形铜电极，在所述圆柱形铜电极内部嵌有耐高温销，所述耐高温销的上部裸露端具有螺纹，所述耐高温销通过与所述左拉伸杆和所述右拉伸杆的配合实现对拉伸样件的夹持，并构成电流通路，通过通电实现高温下所述拉伸样件的保温；

高频感应线圈，置于所述拉伸样件的后方且与所述拉伸样件位于同一高度，工作时，用于快速均匀的将所述拉伸样件加热到预设温度；