一种板材平面应变极限快速测试辅助装置及测试方法与流程

本发明属于汽车板材性能测试技术领域，涉及一种板材平面应变极限快速测试辅助装置及测试方法。

背景技术：

利用板材成形极限曲线fld来判定汽车零件用板材成形性能是行业内最为直观和普遍采用的方法。目前测试板材成形极限曲线主要是利用专用的板材成形试验机，对多个不同尺寸的样品进行成形直至出现微裂纹，然后测试这些样品出现裂纹部位附近的的主、次应变量，标记坐标点并绘制曲线。

fld中最为重要的数据点为平面应变极限，即次应变量为零时的主应变极限值，但是由于不同材料板材的力学性能、厚度、板材与成形模具表面摩擦系数等指标各不相同，在单一成形样件上难以准确确定平面应变点，需要大量不同规格样件进行测定。试样通过线切割或洗削加工规定的哑铃形状，长度通常为180mm，测试区宽度规格为10种，分布在在20-180mm范围内，每种宽度规格样本数为5。利用该方法，需测试50个点数据，绘制一条成形曲线。所需样件数量多，加工、测试及数据处理工作量非常大，且由于模具润滑、材料性能等因素限制，导致数据不稳定，经常要进行重复测试。

本发明旨在提出一种板材平面应变极限快速测试辅助装置包含与之配合的平面应变测定试样及测试方法，利用该辅助装置直接在普通拉伸试验机上准确测定矩形试样的平面应变极限，然后结合材料应力应变规律利用单一的平面应变极限，即可快捷地绘制出成形极限曲线，采用该装置，试验时普通拉伸试验机代替专用的板材成形试验机，可较大幅减少设备投资，样品采用矩形试样代替哑铃形，减少了加工工作量，样品数量由10种减为1种，可较传统方法大幅减少工作量，且测试数据稳定。

技术实现要素：

本发明旨在提出一种板材平面应变极限快速测试辅助装置包含与之配合的平面应变测定试样及测试方法，利用该辅助装置直接在普通拉伸试验机上准确测定平面应变极限，然后结合材料应力应变规律快捷地绘制出成形极限曲线，可较传统方法大幅减少工作量，同时大幅缩短成形极限曲线测试时间。

一种板材平面应变极限快速测试辅助装置，由锁紧板5、锁紧螺栓7和横梁8组成，横梁8长度与板材试样中部宽度相等，横梁8两端为试样夹持部，试样夹持部上安装有锁紧板5，试样夹持部开有螺纹孔，锁紧螺栓7穿过螺纹孔与锁紧板5设置的丝母连接；

所述辅助装置中螺纹孔直径10mm，两个螺纹孔中心距离48mm～148mm。

所述平面应变极限测试方法：

1)试验前将辅助装置横向安装在试样应变区域并锁紧，

2)在试样拉伸过程中，始终保持试样横向应变为零，直至出现缩颈，试验停止，缩颈区域的纵向应变主应变即为平面应变极限。

所述平面应变极限测试时辅助装置的安装数量，根据试样长度为1、3或5。

所述辅助装置数量为1时，安装在试样中间，辅助装置数量为3，或5时，试样中间安装一个，其余在在试样应变区域对称安装。

所述成形极限曲线图绘制方法：以拉伸样品横向和纵向的应变为横纵坐标建立直角坐标系，第四象限为拉伸区域，第一象限为涨形区域，在拉伸区域，通过平面应变极限点与纵坐标成45°绘制直线，在胀形区域，通过平面应变极限点与纵坐标成60°绘制直线。

本发明的有益效果：

本发明所述板材平面应变极限快速测试辅助装置，结构简单，安装简便，在普通拉伸试验机上即可完成平面应变极限的测定。

本发明所述成形极限曲线图绘制方法，只利用上述辅助装置测定的平面应变极限点，然

后结合材料应变规律绘制出该材料的板材成形极限曲线，较传统方案大幅减少工作量。

附图说明

图1为本发明所述的平面应变测定试样示意图；

图2为本发明所述的板材平面应变极限快速测试辅助装置示意图；

图3为本发明所述的板材平面应变极限快速测试辅助装置局部放大图；

图4为本发明所述的辅助装置加持试样示意图；

图5为成形极限曲线绘制方法示意图。

附图标记：

1—平面应变测定试样夹持区，2—平面应变测定试样夹持区，3—平面应变测定试样应变区，4—平面应变辅助装置，5—锁紧板，6—锁紧面，7—锁紧螺栓，8—横梁。

具体实施方式

为使本发明所述目的、特征和优点更容易被理解，以下结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种板材平面应变极限快速测试辅助装置及测试方法，包括平面应变试样1、平面应变辅助装置4、平面应变极限测试方法、成形极限曲线图绘制方法。

平面应变试样1，参见图1，包括平面应变试样夹持区2、平面应变试样应变区3。

平面应变辅助装置4，参见图2，包括辅助装置锁紧板5、辅助装置锁紧面6，辅助装置锁紧螺栓7，辅助装置横梁8。

辅助装置安装过程：所述平面应变试样竖直放入拉伸试验机拉伸试验区，拉伸试验机上下夹头夹紧试样夹持区2。辅助装置4水平安装于平面应变试样应变区3中间，拧紧辅助装置锁紧螺栓7，确保辅助装置锁紧面6与辅助装置锁紧板5锁紧平面应变试样应变区3水平两端，如图3所示。根据平面应变试样尺寸及力学性能，可以增加辅助装置4数量，在竖直方向对称安装于平面应变试样应变区3，安装方式如上。

平面应变极限测试方法：启动拉伸试验机，拉伸平面应变试样1纵向变形，由于辅助装置横梁8的刚强度保证，平面应变试样应变区3横向应变为零，即平面应变试样应变区2始终处于平面应变状态，直至出现缩颈现象，测量缩颈附近变形量，确定平面应变极限值。

成形极限曲线图绘制方法：以拉伸样品横向和纵向的应变为横纵坐标建立直角坐标系，第四象限为拉伸区域，第一象限为涨形区域，在拉伸区域，通过平面应变极限点与纵坐标成45°绘制直线，在胀形区域，通过平面应变极限点与纵坐标成60°绘制直线。

本实施例利用辅助装置可直接在普通拉伸试验机上准确测试板材平面应变极限点，结合材料应变规律，只根据平面应变极限一点即可绘制出该材料的板材成形极限曲线，大大减少工作量。

本实施例所述板材平面应变极限快速测试辅助装置，结构简单，安装简便，在普通拉伸试验机即可实现，简化测试过程。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种板材平面应变极限快速测试辅助装置及测试方法，属于汽车板材性能测试技术领域，针对目前的材平面应变极限测试方法需要将同一样品加工成多个试样，测试数量大、数据不稳定，而且需要专门的板材成形试验机才能进行测试等问题。本发明提供了一种板材平面应变极限快速测试辅助装置，由锁紧板、锁紧螺栓和横梁组成，该装置能够夹持在矩形板材试样的中部，能够在试样拉伸过程中，始终保持试样横向应变为零，拉伸至出现缩颈即可得到板材平面应变极限，试验时使用普通拉伸试验机即可代替专用的板材成形试验机。

技术研发人员：宋起峰;庄厚川;王鹏;庄华晔;曹广祥;常悦彤
受保护的技术使用者：中国第一汽车股份有限公司
技术研发日：2019.07.25
技术公布日：2019.10.18