[发明专利]适用于板材预加载下的激光扫描试验系统

说明书

本发明提供了一种适用于板材预加载下的激光扫描试验系统，包括拉伸装置、激光扫描平台，拉伸装置设置在激光扫描平台上；拉伸装置包括试件夹持机构、拉伸驱动机构以及拉伸力测量机构，试件夹持机构包括基板、外安装座、第一夹持座、第一导杆、第二导杆、第二夹持座以及电机安装板，基板上依次垂直安装有外安装座、内安装座以及电机安装板，外安装座的一侧连接第一导杆的一端，第一导杆的另一端贯穿第一夹持座连接内安装座的一侧，内安装座的另一侧连接第二导杆的一端，第二导杆的另一端贯穿第二夹持座连接电机安装板。本发明能够便捷地开展板材预加载下激光扫描试验，用于研究预载荷与激光共同作用对板材力学性能的影响。

技术领域

本发明涉及板料塑性成形技术领域，具体地，涉及一种适用于板材预加载下的激光扫描试验系统，尤其是一种用于预加载下激光扫描试验的小型扫描试验系统。

背景技术

预加载下激光成形是一种新的板材成形工艺方法，它是通过先对板材施加机械载荷使之发生弹性变形，再使用激光对变形区域进行扫描，促使区域内弹性应变能向塑性应变能进行转化，实现对板材的塑性成形。该方法非常适合于具有难变形结构或材料特征板材的塑性成形，尤其是大变形抗力承力构件(如：铝合金整体壁板、铝合金桁条)的精确成形。将预加载下激光成形应用于承力构件的成形时，必须保证成形后构件的力学性能满足服役要求，因此，有必要研究构件所用材料在不同预载荷与激光共同作用后的力学性能变化情况，以指导实验与生产中的工艺参数选取。

对板材预先加载一定载荷使其产生弹性拉伸，再使用激光对拉伸区域进行扫描，扫描过程实时测量记录板材温度数据，扫描后再对板材力学性能进行测试分析，是研究预载荷与激光共同作用对板材力学性能影响的有效途径。然而，一般用来对板材进行拉伸的试验机都是进行材料力学性能测试的专用设备，与激光扫描平台进行集成并不方便，且不具备在线测温功能。

公开号为CN103604704A的专利文献公开了一种小型拉伸弯曲装置，由弯曲加载机构、试件夹持机构、拉伸加载机构和弯曲位移测量装置组成，拉伸加载机构通过电机驱动一级蜗轮蜗杆，再由双向丝杠螺母副将弯曲转化为直线运动将拉伸力加载在试件夹具的两端，进而将拉伸力加载至测试工件；在夹具一端安装有拉压传感器，用于检测测试工件承受的拉力。通过安装在夹具下方的接触式位移传感器，可以随时监测拉伸的位移；弯曲加载机构通过电机驱动蜗轮蜗杆，再由单向丝杠螺母副将弯曲转化为直线运动，带动安装在丝杠螺母上的基座以及弯曲压头实现往复运动；通过安装在基座上的接触式位移传感器检测弯曲的位移；弯曲压头还安装有微型拉压传感器，可以检测弯曲时压头的受力。该装置主要用于在各类成像仪器的观测下对板料进行原位拉伸，其结构较为复杂，重量仍然较重，与激光扫描平台进行集成仍不方便，且并不具备测温功能。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于板材预加载下的激光扫描试验系统。

根据本发明提供的适用于板材预加载下的激光扫描试验系统，包括拉伸装置、激光扫描平台，所述拉伸装置设置在激光扫描平台上；

所述拉伸装置包括试件夹持机构、拉伸驱动机构以及拉伸力测量机构，所述试件夹持机构包括基板、外安装座、第一夹持座、第一导杆、第二导杆、第二夹持座以及电机安装板，所述基板上依次垂直安装有外安装座、内安装座以及电机安装板，外安装座的一侧连接第一导杆的一端，第一导杆的另一端贯穿第一夹持座连接内安装座的一侧，内安装座的另一侧连接第二导杆的一端，第二导杆的另一端贯穿第二夹持座连接电机安装板，待试验板材的两端分别通过在第一夹持座、第二夹持座夹持；

所述拉伸驱动机构连接第二夹持座并能够拉动第二夹持座沿着第二导杆运动，所述拉伸力测量机构连接第一夹持座。

优选地，所述拉伸驱动机构包括电机、丝杠，所述电机设置在电机安装板上，电机与丝杠同轴连接，所述丝杠贯穿第二夹持座连接内安装座，丝杠与第二夹持座通过螺纹配合连接，所述电机通过丝杠能够带动第二夹持座沿第二导杆运动；

所述丝杠与第二导杆平行设置。