hairpin 试验 - 新的试验要求
精确了解机械性能对于确保定子生产流程的稳定性至关重要——这不仅能够维持质量的一致性，更重要的是还能拿防止因材料不一致而导致生产停滞。除了材料特性外，客户还必须分析和了解生产参数的影响。
ZwickRoell 针对涂层矩形铜线表征提供了广泛的试验产品组合，用于全面了解相应材料和工艺，从而为进一步改进 hairpin 技术以及 hairpin 定子生产流程做出重大贡献。支持的试验包括：
- 高精度测定弹性材料行为，涂层可能导致弹性材料与基础材料有所差异，并且其回弹情况对于生产工艺非常重要
- 拉伸试验期间 hairpin 从拉伸至断裂的塑料材料行为
- 弯曲行为可用于了解弯曲模量和回弹情况
- 利用扭转试验来模拟生产流程
- 对涂层摩擦系数进行精确分析
hairpin 拉伸试验
较薄的聚合物绝缘层会对铜线成型性产生直接影响，也会改变铜线弯曲后的回弹情况，进而影响尺寸精度并可能导致生产问题。此外，绝缘层还必须满足一些特定要求：即使发生严重变形，也不能出现任何裂纹；必须可加工，并且尽可能纤薄。
- 因此，了解其弹性至关重要。为了在拉伸试验中精确测定绝缘线的弹性范围，ZwickRoell 提供高分辨率的双面引伸计，能够分别测量试样两侧的弹性模量。这可以确保测试结果精确。
- macroXtens 引伸计可用于记录试样应变，从而测定试样从拉伸至断裂的塑性变形。
用于模拟 hairpin 生产流程的扭转试验
ZwickRoell 针对生产流程模拟打造了一套扭转试验系统，使用模块化可调节的弯曲/扭转工具来模拟实际生产速度下的 hairpin 扭转。
- 该试验工具可灵活调整 hairpin 的几何形状，设置不同的弯曲半径，并支持设置不同的弯曲速度，甚至还能通过与试验机相连接的 testXpert 测试软件来测量回弹角度。
- 这就让用户得以单独查看和分析多种工艺参数，并通过结合机械表征结果来确定相关性，从而更好地了解工艺流程，进一步提高产品质量。
电动电机的电气钢板动态载荷试验
电气钢板是一种专业用钢板，用于生产电动电机，可以传导磁通，从而提高电机效率。其机械和磁学性能对于电机性能影响重大，尤其是在高速和动态载荷条件下，例如电动汽车中的载荷。
在钢铁行业，开发创新的电气钢板是当前的一个主要趋势。新材料必然产生新的成型和加工现象，需要对其进行精确理解和表征。
电气钢板试验对于该类产品的一般机械性能表征以及磁学性能和疲劳强度测定都至关重要。磁学性能不佳或存在缺陷会严重影响电机效率，并导致不必要的能量损耗。通常情况下，电气钢板通过冲压工艺制造而成，由此产生的硬化边可能出现边缘裂纹（即过早失效）并影响磁通量。因此，必须对钢板进行准确表征。
动态载荷试验：对电气钢板施加动态载荷，以测试其在实际工作条件下的疲劳强度和响应。ZwickRoell 提供用于该类试验的电液伺服紧凑型试验系统，其试验作动缸安装在下横梁中，因此特别适合在高温条件下使用。
电动电机的电气钢板静态材料试验
为确保电动电机的电气钢板在加工和使用过程中能够维持正常机械功能，传统静态试验方法（例如符合 标准的拉伸试验）在测定弹性模量、屈服强度、拉伸强度和断裂应变等材料参数方面发挥着重要作用。这些试验能够得出材料在准静态载荷下的基本机械行为，对于相关材料（例如电动电机的定子和转子）的选择和质量保证至关重要。
电气钢板通常非常薄（通常在 50 到 100 微米之间），而且颗粒很粗。这可能导致非常复杂的变形和失效行为。
- DIN 50154 标准规定了对标称厚度小于 200 µm 的薄试样进行拉伸试验的要求，因此非常适合作为 ISO 6892 标准的替代试验方法。仅凭静态试验数值往往不足以预测成型过程中的局部失效行为。ZwickRoell 的 testXpert 测试软件提供符合这两种标准试验方法的测试程序，因此所有重要的试验参数都已预设好。
- 金属薄板试验有助于研究实际成型过程（例如深拉）中的断裂行为，并提供有关成型性和裂纹形成趋势的信息。
- 扩孔试验过程中可以对电气钢板的边缘裂纹敏感性进行分析。RRR 提供 AI 支持的失效光学检测功能，从而确保结果不依赖人工操作且具有可重复性。
关于电气钢板的科学研究
对电气钢板进行机械和磁学性能多功能分析
德国研究基金会 (DFG) 资助了一个由多所大学共同参与的研究项目，其中许多项研究都使用了 ZwickRoell 试验系统。结果表明，冲压工艺可用于主动向电气钢板中施加残余应力。这些残余应力会影响金属薄板中的磁通量，从而提高效率。研究项目中开发了一种特殊工具，可用于在拉伸试验中对磁性材料的行为进行原位测量。
参见图片；对比 DFG 研究报告“Increased Efficiency of Electrical Steel by Targeted Residual Stress（通过精准施加残余应力来提高电气钢板效率）” 第 206 页第 12.4 节
关于作者：
全球行业管理负责人
- 在 ZwickRoell 负责汽车和电池领域的试验解决方案战略开发
- 汽车行业机械材料和部件试验专家
- 在慕尼黑工业大学成型技术和铸造工程系 (utg) 积累了多年研究经验
- 曾多次主导与知名汽车制造商的双边研究项目
- 科研重点：金属薄板材料表征和原位衍射实验
- 2023 年博士论文主题是：高强度钢材的弹塑性表征