一种变厚板等截面积单向拉伸实验试样的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于连续变厚板（Variable Thickness Rolled Blanks, VRB)过渡区材料 性能测试领域，具体涉及一种变厚板等截面积单向拉伸试验试样的制备方法。
【背景技术】
[0002] 传统的材料性能试验中，主要包括单向拉伸、单向压缩、双向拉伸试验，与之相对 应的应力场分别是单向拉力、单向压力、双向拉力。单向拉伸试验可以研宄材料在不同应力 状态下的反应，不论对于全面认识材料性能还是指导材料力学的科研与应用都具有较为重 要的意义。
[0003] 随着我国汽车保有量的增加，汽车用材也随之增加，当代汽车用材中用的最多的 便是钢板。传统的车用板材是等厚的，因为其具有较多的优点，例如：加工工艺成熟，制备 相对较为简单等，另一方面，等厚板也具有较为突出的缺点，尤其是在提出汽车轻量化的概 念之后，等厚板尽管能满足强度刚度等要求，但很难实现轻量化的目的。随着科学技术的发 展，新的板材制造工艺不断出现，近年来，激光拼焊板、连续变厚板相继出现，这样的板材既 能满足汽车轻量化的要求，也可以满足汽车对板材强度和刚度的要求。但问题也随之而来， 对于等厚板来说，等厚板单向拉伸试验的试样已经有相应的国标《GB/T_228-2010_金属材 料_拉伸试验_室温试验方法》。在国标中，对于试样的尺寸给出了相当详细的描述。而对 于变厚板，由于其存在一个过渡区，所以单向拉伸试样的制备不同于等厚板单向拉伸试验 试样的制备，却也没有相应的标准来指导变厚板单向拉伸试验试样的制备。
[0004] 对于变厚板单向拉伸试验试样的制备，很多学者已经做出了大量的研宄，如张华 伟《乳制差厚板成形性能研宄》，李艳华《影响TRB单向拉伸的几何参数研宄》。但做出的试 样其变形还是不能集中到过渡区，在拉伸试验刚开始时刻，试样的变形便集中在薄区，因此 对于获取过渡区的材料性能有很大的阻碍，综上，亟需提出一种变厚板单向拉伸试验试样 制备的新方法，解决现有变厚板单向拉伸试验试样存在的问题，使其变形尽量集中在过渡 区，这样更加有利于获得过渡区的材料性能。
【发明内容】
[0005] 本发明针对现有变厚板单向拉伸试验试样存在的不足，提出一种过渡区等截面积 试样的制备方法。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种变厚板等截面积单向拉伸 试验试样的制备方法，具体包括以下步骤：
[0007] 步骤1、对整块变厚板厚度分布进行测量，包括厚区厚度、薄区厚度以及过渡区厚 度；
[0008] 步骤2、参照等厚板单向拉伸试验试样的制备标准，即《GB/T_228-2010金属材料 拉伸试验室温试验方法》设计变厚板单向拉伸试验试样的夹持区长度、夹持区宽度以及夹 持区到第一平行段的过渡圆角半径；
[0009] 步骤3、选定厚区的第一平行段的宽度；
[0010] 步骤4、选定厚区的第一平行段宽度之后，计算出相应的截面积，即：标距宽度换 为厚区的第一平行段宽度乘以相应的厚度；
[0011] 步骤5、在步骤4中确定了相应的截面积后，用截面积除以另一侧薄区的厚度得到 相应的另一侧薄区的第一平行段的宽度；
[0012] 根据截面积相等计算出另一侧薄区的第一平行段的宽度；
[0013] 步骤6、选定厚区的第二平行段的宽度；
[0014] 步骤7、选定厚区的第二平行段宽度之后，计算出相应的截面积，即：第二平行段2 宽度乘以相应的厚度；
[0015] 步骤8、在步骤7中确定了相应的截面积后，用截面积除以另一侧的薄区厚度得到 相应的另一侧薄区的第二平行段的宽度；
[0016] 步骤9、根据以上步骤确定的尺寸，确定过渡区宽度连续变化的等截面积变厚板单 向拉伸试样整体的外形尺寸。
[0017] 进一步地本发明还提供了一种变厚板等截面积单向拉伸试验试样的制备方法，其 具体包括以下步骤：
[0018] 步骤1、对整块变厚板厚度分布进行测量，包括厚区厚度、薄区厚度以及过渡区厚 度；
[0019] 步骤2、参照等厚板单向拉伸试验试样的制备标准，即《GB/T_228-2010金属材料 拉伸试验室温试验方法》设计变厚板单向拉伸试验试样的夹持区长度、夹持区宽度以及夹 持区到第一平行段的过渡圆角半径；
[0020] 步骤3、选定薄区的第一平行段的宽度，
[0021] 步骤4、选定薄区的第一平行段的宽度后，计算出相应的截面积，即：薄区的第一 平行段的宽度乘以相应的厚度；
[0022] 步骤5、在步骤4中确定了截面积后，用截面积除以另一侧的厚区厚度得到相应的 另一侧厚区的第一平行段的宽度；
[0023] 步骤6、选定薄区的第二平行段的宽度；
[0024] 步骤7、选定薄区的第二平行段宽度之后，计算出相应的截面积，即：薄区的第二 平行段2宽度乘以相应的厚度；
[0025] 步骤8、在步骤7中确定了相应的截面积后，用截面积除以另一侧厚区的厚度得到 相应的另一侧厚区的第二平行段的宽度；
[0026] 步骤9、根据以上步骤确定的尺寸，确定过渡区标距连续变化的等截面变厚板单向 拉伸试样整体的外形尺寸。
[0027] 本发明的有益效果在于：在做单向拉伸试验时，试样能够尽量在过渡区内发生变 形，以达到可以较为准确测定过渡区材料力学性能的目的，同时该方法制备的试样成本低， 合格率高，利用该试样进行试验，极大地提高了试验成功率和试验的效率。
【附图说明】
[0028] 图1变厚板不意图；
[0029] 图2变厚板厚区、薄区以及过渡区厚度测量图；
[0030] 图3试样各区域示意图；
[0031] 图4变厚板等截面单向拉伸试验试样几何尺寸图；
[0032] 图5等截面积试样过渡区上点的应力-塑性应变图；
[0033] 图6 -般试样过渡区上点的应力-塑性应变图。
【具体实施方式】
[0034] 以下将结合说明书附图1-6和具体实施例对本发明作详细说明。
[0035] 本发明提供了一种变厚板等截面积单向拉伸试验试样的制备方法，其具体包括以 下步骤：
[0036] 步骤1、对整块变厚板厚度分布进行测量：厚区厚度、薄区厚度以及过渡区厚度， 该实施例中用到的变厚板板料整体尺寸为l〇〇〇*400mm。
[0037] 如图1所示为整块变厚板，其包括厚区、薄区以及过渡区。该步骤中对整块变厚板 板料要截取试样的厚度分布进行测量，用到的测量工具是卡规，为保证测量数据的准确性， 在薄区、厚区以及过渡区均采用多点测量，再求平均值的方法。
[0038] 如图2所示：测量厚区和薄区厚度时沿轧制方向及垂直轧制方向分别等间距取5 个点，两点间距为5mm，测量每个点处的厚度值，测量过渡区厚度时在两边分别等间距取5 个点，两点间距为5mm，测量每个点的厚度值测量完后进行数据处理，最终得到变厚板厚区 厚度即：厚区13个点求平均值为I. 85mm，薄区厚度即薄区13个点求平均值为I. 1mm，过渡 区厚度编号1、2、3、4、5每个对应上下两个点求平均的过渡区厚度分布如下表（从厚区依次 到薄区）：
【主权项】
1. 一种变厚板等截面积单向拉伸试验试样的制备方法，其具体包括以下步骤： 步骤1、对整块变厚板厚度分布进行测量，包括厚区厚度厚区厚度、薄区厚度以及过渡 区厚度； 步骤2、参照等厚板单向拉伸试验试样的制备标准，即《GB/T_228-2010金属材料拉伸 试验室温试验方法》设计变厚板单向拉伸试验试样的夹持区长度、夹持区宽度以及夹持区 到第一平行段（1)的过渡圆角半径； 步骤3、选定厚区的第一平行段（1)的宽度； 步骤4、选定厚区的第一平行段（1)宽度之后，计算出相应的截面积，即：通过厚区的第 一平行段（1)宽度乘以相应的厚度； 步骤5、在步骤4中确定了相应的截面积后，用截面积除以另一侧薄区的厚度得到相应 的另一侧薄区的第一平行段（1)的宽度； 步骤6、选定厚区的第二平行段（2)的宽度； 步骤7、选定厚区的第二平行段（2)宽度之后，计算出相应的截面积，即：第二平行段 (2)宽度乘以相应的厚度； 步骤8、在步骤7中确定了相应的截面积后，用截面积除以另一侧的薄区厚度得到相应 的另一侧薄区的第二平行段（2)的宽度； 步骤9、根据以上步骤确定的尺寸，确定过渡区宽度连续变化的等截面积变厚板单向拉 伸试样整体的外形尺寸。
2. -种变厚板等截面积单向拉伸试验试样的制备方法，其具体包括以下步骤： 步骤1、对整块变厚板厚度分布进行测量，包括厚区厚度、薄区厚度以及过渡区厚度； 步骤2、参照等厚板单向拉伸试验试样的制备标准，即《GB/T_228-2010金属材料拉伸 试验室温试验方法》设计变厚板单向拉伸试验试样的夹持区长度、夹持区宽度以及夹持区 到第一平行段（1)的过渡圆角半径； 步骤3、选定薄区的第一平行段（1)的宽度， 步骤4、选定薄区的第一平行段（1)的宽度后，计算出相应的截面积，即：薄区的第一平 行段（1)的宽度乘以相应的厚度； 步骤5、在步骤4中确定了截面积后，用截面积除以另一侧的厚区厚度得到相应的另一 侧厚区的第一平行段（1)的宽度； 步骤6、选定薄区的第二平行段（2)的宽度； 步骤7、选定薄区的第二平行段（2)宽度之后，计算出相应的截面积，即：薄区的第二平 行段（2)宽度乘以相应的厚度； 步骤8、在步骤7中确定了相应的截面积后，用截面积除以另一侧厚区的厚度得到相应 的另一侧厚区的第二平行段（2)的宽度； 步骤9、根据以上步骤确定的尺寸，确定过渡区标距连续变化的等截面变厚板单向拉伸 试样整体的外形尺寸。
【专利摘要】本发明公开了一种变厚板等截面积单向拉伸试验试样的制备方法，其具体包括以下步骤：步骤1、对整块变厚板厚度分布进行测量，包括厚区厚度、薄区厚度以及过渡区厚度；步骤2、参照等厚板单向拉伸试验试样的制备标准，设计变厚板单向拉伸试验试样的夹持区长度、夹持区宽度以及夹持区到第一平行段(1)的过渡圆角半径；步骤3、选定厚区的第一平行段(1)的宽度；步骤4、选定厚区的第一平行段(1)宽度之后，计算出相应的截面积，即：通过厚区的第一平行段(1)宽度乘以相应的厚度；该方法能够使得试样尽量在过渡区内发生变形，以达到可以较为准确测定过渡区材料力学性能的目的，同时该方法制备的试样成本低，合格率高。
【IPC分类】G01N1-28
【公开号】CN104677706
【申请号】CN201510067636
【发明人】李光耀, 孙光永, 崔俊佳, 王涛
【申请人】湖南大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年2月9日