(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210596643.1 (22)申请日 2022.05.30 (71)申请人 武汉理工大 学 地址 430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路 122号 (72)发明人 刘维　张敏　李佳琪　孟正华　 黄尚宇　 (74)专利代理 机构 武汉科皓知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 42222 专利代理师 龚雅静 (51)Int.Cl. G01N 3/28(2006.01) G01N 3/02(2006.01) (54)发明名称 一种带集磁器的金属板料电磁成形极限实 验装置及实验方法 (57)摘要 本发明提供一种带集磁器的金属板料电磁 成形极限实验装置及实验方法， 包括模具、 集磁 器、 金属板料、 压边圈、 压紧件和充放电电路， 模 具设有上下贯通的第一凹槽和第二凹槽， 集磁器 设在第二凹槽内， 集磁器为圆筒状结构， 集磁器 内设有自上而下贯通设置的第一通孔和第二通 孔， 集磁器侧面设有狭缝， 狭缝与第一通孔和第 二通孔相通， 集磁器外侧绕设有螺旋线圈， 集磁 器、 第二凹槽和金属板料间填充绝缘材料， 金属 板料上蚀刻网格且设有两个对称的弧形槽， 金属 板料放置在第一凹槽内且设在集磁器顶部， 压边 圈为环状结构置于金属板料顶部， 压紧件压住压 边圈， 充放电电路与螺旋线圈相连， 使磁场汇集 到集磁器内壁第一通孔， 增强金属板料中心区域 的磁场。 权利要求书2页 说明书6页 附图6页 CN 114993857 A 2022.09.02 CN 114993857 A 1.一种带集磁器的金属板料电磁成形极限实验装置， 其特征在于： 包括模具、 集磁器、 金属板料、 压边圈、 压紧件和充放电 电路； 所述模具设有上下贯通的第 一凹槽和第 二凹槽， 所述第 一凹槽和所述第 二凹槽自上而 下设置； 所述集磁器设在所述第二凹槽内， 所述集磁器为圆筒状结构， 所述集磁器内设有自上 而下贯通设置的第一通孔和第二通孔， 所述第一通孔为圆柱形， 所述第二通孔为圆台形， 且 第二通孔中朝向集磁器外部的开口的直径大于朝向集磁器内部的开口的直径， 所述集磁器 侧面设有狭缝， 所述狭缝与所述第一通孔和所述第二通孔相通， 所述集磁器外侧绕设有螺 旋线圈； 所述金属板料上蚀刻网格且设有两个对称的弧形槽， 所述弧形槽开口向外且半径大于 等于0， 所述金属板料放置在所述第一凹槽内且设在所述集磁器的上方， 所述集磁器、 所述 第二凹槽和所述金属板料之间填充 有绝缘材料； 所述压边圈为环状结构， 设在所述第一凹槽内且置 于所述金属板料顶部； 所述压紧件用于压住所述压边圈， 为所述金属板料提供压边力， 防止所述金属板料的 周围板料向中心区域 流动； 所述充放电 电路与所述螺 旋线圈相连； 其中， 所述螺旋线圈通过所述充放电电路充电或放电， 所述螺旋线圈放电从而在所述 第一通孔产生集中的磁场， 使所述金属板料自由胀形， 达 到颈缩或破裂。 2.根据权利要求1所述的带集磁器的金属板料电磁成形极限实验装置， 其特征在于： 所 述充放电电路包括主电路、 第一支路和 第二支路， 所述主电路上设有电源、 电阻和第一控制 开关， 所述第一支路上设有电容， 所述第二支路上设有第二控制开关且与所述螺旋线圈电 性连接。 3.根据权利要求1所述的带集磁器的金属板料电磁成形极限实验装置， 其特征在于： 所 述集磁器外壁的高度远高于所述第一 通孔的高度。 4.根据权利要求1所述的带集磁器的金属板料电磁成形极限实验装置， 其特征在于： 所 述绝缘材料为环氧树脂填充物。 5.根据权利要求1所述的带集磁器的金属板料电磁成形极限实验装置， 其特征在于： 所 述第一凹槽的直径大于所述第二凹槽的直径。 6.根据权利要求1所述的带集磁器的金属板料电磁成形极限实验装置， 其特征在于： 所 述压紧件为压力机 。 7.根据权利要求1所述的带集磁器的金属板料电磁成形极限实验装置， 其特征在于： 包 括多块所述金属板料， 多块所述金属板料 上的所述弧形槽的半径 依次增大。 8.根据权利要求1所述的带集磁器的金属板料电磁成形极限实验装置， 其特征在于： 所 述模具上设有环形凹槽， 所述环形凹槽设在所述第二凹槽的外侧， 所述压边圈底部设有所 述环形凸起， 所述金属板料上设有凸块和凹陷， 所述凸块与所述环形 凹槽相匹配， 所述凹陷 与所述环形凸起相匹配。 9.一种带集磁器的金属板料电磁成形极限实验方法， 使用权利要求1 ‑8任一项所述的 带集磁器的金属板料电磁成形极限实验 装置， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤S1、 在多块金属板料上设置两个对称的弧形槽， 弧形槽开口向外且大于等于0， 且权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114993857 A 2在多块金属板料 上蚀刻网格； 步骤S2、 在集磁器外侧绕设螺旋线圈， 将螺旋线圈与充放电电路相连， 在集磁器和第二 凹槽之间填充绝 缘材料； 步骤S3、 将一 块金属板料放置在第一凹槽内且设在集磁 器顶部； 步骤S4、 将压边圈设在第一凹槽内且置 于金属板料顶部； 步骤S5、 通过压紧件压住压边圈， 为金属板料提供压边力； 步骤S6、 通过充放电电路向螺旋线圈充电一次和放电一次， 当金属板料发生颈缩或者 破裂后， 取 下金属板料， 采集相应网格的应 变数据； 步骤S7、 更换另一块金属板料， 跳转步骤S3， 直至所有金属板料发生颈缩或者破裂， 得 到变形的网格的最大主应 变及次应 变数值， 绘制金属板料的成形极限图。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114993857 A 3