专利名称：一种冲压成形的实时应变测量装置及测试方法
技术领域：
本发明公开了一种冲压成形的实时应变测量装置及测试方法，属于动态应变测量装置及测试方法。
背景技术：
高强度钢板在汽车上的使用使得汽车冲压件的回弹问题变得突出，为了校核高强度钢板在冲压过程中的强度变化，需要一种冲压成形的实时应变测量装置。目前，常用的应变测量方法均为静态下的应变测量。在板料的冲压成形过程中，变形加工部位的板材恰好处于上下冲压模具的压制区域，非接触性测试手段更无法应用，又不能在板材内埋入传感器，故对其进行实际工况测试的难度很大。因此，需要一种新的冲压成形的实时应变测量装置及测试方法。

发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种冲压成形的实时应变测量装置及测试方法，该测试装置可以在零件冲压冲程中，方便地测量出应变，结构简单，成本低，实用性强，该测试方法可以简便快捷地测量出应变值。本发明的第一个目的是通过以下技术方案实现的，一种冲压成形的实时应变测量装置，包括静态应变仪、导线、应变片和模具，应变片固定在工件选定的测试点上，应变片与静态应变仪连接，所述的模具包括冲模和凹模，其特征是，所述的凹模与测试点相对应的位置设有用于放置应变片的凹槽，凹槽在凹模的前后对称线上。所述应变片放置在凹槽内，所述的静态应变仪为1/4桥接法，应变片通过导线连接到所述的静态应变仪的AB桥臂，所述应变片共用一枚补偿片连接所述静态应变仪的公共补偿桥臂。本发明的第二个目的实施方案是一种冲压成形的实时应变测量方法，包括以下步骤
(1)配备冲压成形的实时应变测量装置包括静态应变仪、导线、应变片和冲模与凹模组成的模具，静态应变仪为1/4桥接法；
(2)根据工件变形特点，在工件不同的变形部位和具有不同应变特点的部位，确定若干测试点和应变片粘贴位置；对于拉弯成形的工件，测试点选择在弯角的两侧；为了方便实时应变测量，测试点选择在与凹模接触的工件表面上；
(3)在凹模与步骤(2)中确定的测试点相对应的位置加工出凹槽，将应变片及连接导线放置在凹槽内，连接导线通过凹槽引出，各测试点的应变片通过导线连接所述的静态应变仪的AB桥臂，应变片共用一枚补偿片连接静态应变仪的公共补偿桥臂；
(4)将冲模行程分段，工件分次冲压完成，每一段行程终了和卸压后分别进行数据测试，可得到冲压过程中工件冲压成形的实时应变值。本发明的冲压成形的实时应变测量装置结构合理简单，仅需要对模具进行改进， 成本较低，实施性较强。本发明在零件冲压冲程中，方便地测量出实时应变，计算出实时应力，为模具的修正提供更加准确的依据，缩短模具的开发周期，降低高强度钢板零件的冲压缺陷，可用于各类高强度钢板零件的复杂模具。本发明根据试件(工件)的变形特点，确定在工件不同的变形部位和具有不同应变特点的部位且为与凹模接触的工件表面上，拉弯成形的弯角的两侧表面，为关键测试点和应变片的粘贴位置，并在模具上制造出专门用于实时应变测试的凹槽，利用静态应变仪、模具、试件(工件)、应变片组成的测试装置，通过分步冲压法，进行实时应变的测试，能够克服现有的应变测量装置无法准确进行实时工况测试的不足，对冲压件既定部位的实时应变分阶段实时测量。


图1为本发明的冲压成形的实时应变测量装置的结构示意图2为本发明的工件应变示意图，其中“ + ”表示箭头所指向的工件部位受到拉应力， “_”表示箭头所指向的工件部位受到压应力； 图3为本发明的凹模剖视结构示意图4为本发明的冲压成形的实时应变测量过程中应变片在工件上的位置示意图； 图中1冲模、2凹模、3工件、4- I应变片、4- II应变片、4-III应变片、4-IV应变片、 4- V应变片、5导线、6静态应变仪、7凹槽。
具体实施例方式实施例1
如图1所示，冲压成形的实时应变测量装置，包括静态应变仪6、导线5、应变片4- I、 4- II、4-III、4-IV、4-V和模具，应变片 4- I、4- II、4-III、4-IV、4-V 固定在板料 3 相应的测试点上，应变片4- I、4- IK4- IIL4-IV,4- V通过导线5与静态应变仪6连接，模具包括冲模1和凹模2，凹模2与测试点相对应的位置设有用于放置应变片的凹槽7，凹槽7 在凹模的前后对称线上。应变片放置在凹槽7内。静态应变仪为1/4桥接法，所有测试点的应变片通过导线连接到静态应变仪的AB桥臂，所有测试点的应变片共用一枚补偿片连接到静态应变仪的公共补偿桥臂。实施例2
一种冲压成形的实时应变测量方法，包括以下步骤
(1)配备冲压成形的实时应变测量装置包括静态应变仪6、导线5、应变片4-I、 4- II、4-III、4-IV等和冲模1与凹模2组成的模具，静态应变仪为1/4桥接法；
(2)根据工件变形特点，如图2所示，在工件不同的变形部位和具有不同应变特点的部位，拉弯成形的弯角的两侧wl处和w2处，并且是与凹模接触的表面(M面)上确定若干位置为测试点，将应变片4- I、4- IK4-IIL4- IV,4- V分别贴在相应的测试点上；
(3)在凹模与步骤(2)中确定的测试点相对应的位置加工出凹槽7，位置如图3所示， 将粘贴在工件测试点上的应变片放置在对应的凹槽7内，各测试点的应变片通过导线连接所述的静态应变仪的AB桥臂，与应变片连接的导线由凹槽7引出，应变片共用一枚补偿片连接静态应变仪的公共补偿桥臂；
(4)将冲模行程分段，工件分次冲压完成，每一段行程终了和卸压后分别进行数据测
4试，可得到冲压过程中工件冲压成形的实时应变值。实施例3
图1中，本实施例用于实时测量一个冲压模具在U形件冲压过程中板料(工件)3的应力应变。本实施例中，如图4所示，U形件的法兰边上，靠近弯曲角的某一侧、U形件受拉直壁和试件(工件)底部，共取五个关键点(测试点);这些部位是U形件成形过程中模具受力最恶劣或接近最恶劣的部位，保证了应变量在应变片的适用范围内。为了保证应变片4和导线5在冲压过程中不受模具影响，在凹模2与关键点对应的位置上加工出一定宽度和深度的凹槽7，应变片放置在凹槽7上，导线从凹槽7中引出。静态应变仪利用1/4桥接法，事先把所有测试点接到静态应变仪的AB桥臂上，所有测试点共用一枚补偿片连接于静态应变仪的公共补偿桥臂上，利用测试点转换按键同时读出各个测试点的应变。本实施例工作过程时，首先打开静态应变仪的电源，通电预热，按平衡键进行初始调零，按设置键设定修正系数，静态应变仪处于开始测量状态。冲模进行冲压，将冲模行程分三段，分三次冲压完成。每一段冲模行程终了，进行一次应变测量，记录数据；卸压后再一次测试，可确定残余应变。在进行下一段行程的开始前重新贴上新的应变片，以便进行下一段行程的测量。
权利要求
1.一种冲压成形的实时应变测量装置，包括静态应变仪、导线、应变片和模具，应变片固定在工件选定的测试点上，应变片与静态应变仪连接，所述的模具包括冲模和凹模，其特征是，所述的凹模与测试点相对应的位置设有用于放置应变片的凹槽，所述应变片放置在凹槽内，所述的静态应变仪为1/4桥接法，应变片通过导线连接到所述的静态应变仪的AB 桥臂，所述应变片共用一枚补偿片连接所述静态应变仪的公共补偿桥臂。
2.一种冲压成形的实时应变测量方法，其特征是，包括以下步骤(1)配备冲压成形的实时应变测量装置包括静态应变仪、导线、应变片和冲模与凹模组成的模具，静态应变仪为1/4桥接法；(2)根据工件变形特点，在工件不同的变形部位和具有不同应变特点的部位，确定若干测试点对于拉弯成形的工件，测试点选择在弯角的两侧表面；为了方便实时应变测量，测试点选择在工件与凹模接触的表面上；(3)在凹模与步骤(2)中确定的测试点相对应的位置加工出凹槽，将应变片及连接导线放置在凹槽内，各测试点的应变片通过导线连接所述的静态应变仪的AB桥臂，应变片共用一枚补偿片连接静态应变仪的公共补偿桥臂；(4)将冲模行程分段，工件分次冲压完成，每一段行程终了和卸压后分别进行数据测试，可得到冲压过程中工件冲压成形的实时应变值。
全文摘要
一种冲压成形的实时应变测量装置及测试方法，属于动态应变测量技术领域。冲压成形的实时应变测量装置，包括静态应变仪、导线、应变片和模具，应变片固定测试点上，应变片通过导线与静态应变仪连接，模具包括冲模和凹模，与测试点相对应的凹模位置上设有用于放置应变片的凹槽。进行冲压成形的实时应变测量时，首先选择工件不同的变形部位和具有不同应变特点的部位作为板料的测试点，粘贴应变片，将上述装置的应变片及连接导线放置在凹槽内，连接导线通过凹槽引出，采用分步冲压法，测量获得实时应力应变值。本发明结构合理简单，仅需要对模具进行改进，成本较低，实施性较强，测量方法简便快捷，在零件冲压冲程中，可以很方便地测量出应变值。
文档编号G01B21/32GK102359774SQ20111020044
公开日2012年2月22日 申请日期2011年7月18日 优先权日2011年7月18日
发明者张霞, 李红, 陈靖芯 申请人:扬州大学