CN108693023A - 一种金属板料压缩屈服强度测量用试验装置 - Google Patents

一种金属板料压缩屈服强度测量用试验装置 Download PDF

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谷诤巍
王晗
袁百强
徐虹
李欣
李俊男
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Abstract

本发明涉及一种金属板料压缩屈服强度测量用试验装置，属于材料性能测试技术领域。金属板料压缩屈服强度测量试验中，传统的试样夹紧装置不能把试样侧面全部夹紧，试样端部存在一段没被夹紧的自由端，受压后这部分材料经常会在屈服之前发生失稳弯曲，影响屈服强度的测量精度。针对以上问题，本发明设计了一种金属板料压缩屈服强度测量用试验装置，其夹板2‑1可以完全包含并夹紧试样的两侧面，并保证压缩试样在两侧面被完全压紧状态下被压缩，试样没有自由端，不发生失稳弯曲；本发明巧妙地解决了使用传统夹紧装置时试样受压后自由端过早地失稳弯曲等问题，可大大提高材料压缩屈服强度测量的准确性。

Description

一种金属板料压缩屈服强度测量用试验装置
技术领域：
本发明涉及一种金属板料压缩屈服强度测量用试验装置，属于材料性能测试技术领域。
背景技术：
金属板料普遍存在一种力学特性：当板料拉伸时会得到一个拉伸屈服强度，随后再对其反方向压缩，但得到的压缩屈服强度会小于拉伸屈服强度。这是金属固有的一种现象，其对金属板料的弯曲成形工艺尤其是拉弯成形工艺的数值模拟计算精度影响很大，模拟软件中使用准确的压缩屈服强度数据可以大幅提高软件对起皱、回弹等现象的计算精度，对拉弯成形工艺分析和工艺参数优化是非常重要的。
上述金属板料压缩屈服强度的测量通常按照如下过程进行：首先将金属板料的拉伸试样在塑性变形区内按照设定的延伸率进行拉伸，然后在拉伸后的试样中间部位切割长30mm宽10mm的压缩试样，把压缩试样用专用的夹紧装置夹紧后进行压缩，获得压缩屈服强度值。
在板料压缩屈服强度的测量中，要求试样只发生轴向压缩变形，不能产生侧向弯曲变形，因此测量时需要把试样两侧面夹紧后再压缩，防止其受压后失稳产生侧向弯曲。但传统的夹紧装置不能把试样的两侧面完全包含夹紧，试样的一端有长度为1-2mm的一段没有被夹持，呈自由状态，压缩时压头直接压在试样的自由端上，经常会导致这部分材料过早地发生失稳弯曲，影响压缩屈服强度测量结果的准确性。
针对以上问题，本发明提出了一种金属板材压缩屈服强度测量用的试验装置，巧妙地解决了使用传统夹紧装置时试样受压后自由端过早失稳弯曲等问题，可大大提高材料压缩屈服强度测量的准确性。
发明内容：
本发明的上述目的是通过如下方法实现的，现结合附图说明如下：
所述试验装置见附图1，包含1.压头；2.夹紧臂(2-1.夹板、2-2.导向块、2-3.聚氨酯块、2-4.垫板)；3.顶紧螺钉；4.试样；5.盖板；6.试样垫块；7.立柱；8.底座。首先将试样垫块6用螺栓固定在底座8上，旋松顶紧螺钉3使夹紧臂2后退预留出放入试样的空间，将试样4对准放置在试样垫块6的立板上，调整夹板2-1的位置使其上端面与试样上端面平齐，旋紧两侧顶紧螺钉3使夹紧臂2把试样4夹紧，放下压头1，启动材料试验机驱动压头1向下压缩试样，直至试样屈服即可测得其压缩屈服强度。
所述的试验装置中，夹板2-1可以完全包含并夹紧试样4的两侧面，试样没有自由端，其与导向块2-2之间采用燕尾结构连接，二者可相对滑动，试样被压缩时，夹板夹持试样共同向下移动，可有效避免试样在屈服之前发生失稳弯曲；
所述的试验装置中，具有一定的弹性的聚氨酯块2-3，能够吸纳试样受压增厚产生的厚向变化；
所述的试样垫块6用于支撑试样的立板，其厚度要略小于试样的厚度，可避免与夹板2-1干涉；
本发明具有诸多优点：夹板2-1可以保证试样4的侧面被完全夹紧没有自由端，避免了试样被压缩时发生失稳弯曲；夹紧臂2上的弹性聚氨酯块2-3可以吸纳试样因被压缩变厚引起的厚向变化；试样垫块6中用来支撑试样的立板的厚度略小于试样的厚度，可避免与夹板2-1干涉。
附图说明：
图1为试验装置示意图
图中：1.压头；2.夹紧臂(2-1.夹板、2-2.导向块、2-3.聚氨酯块、2-4.垫板)；3.顶紧螺钉；4.试样；5.盖板；6.试样垫块；7.立柱；8.底座
图2为夹紧臂的轴测图
图3为夹板和试样垫块配合轴测图
图4为夹板和导向块燕尾配合结构截面图
图5为试样垫块的轴测图
图6为压头和立柱配合侧视图
图7为夹紧臂与立柱的配合截面图
具体实施方式：
结合附图所示进一步说明本发明的内容及具体实施方式。
所述试验装置见附图1，包含1.压头；2.夹紧臂(2-1.夹板、2-2.导向块、2-3.聚氨酯块、2-4.垫板)；3.顶紧螺钉；4.试样；5.盖板；6.试样垫块；7.立柱；8.底座。首先将试样垫块6用螺栓固定在底座8上，旋松顶紧螺钉3使夹紧臂2后退预留出放入试样的空间，将试样4对准放置在试样垫块6的立板上，调整夹板2-1的位置使其上端面与试样上端面平齐，旋紧两侧顶紧螺钉3使夹紧臂2把试样4夹紧，放下压头1，启动材料试验机驱动压头1向下压缩试样，直至试样屈服即可测得其压缩屈服强度。
本发明中试样是在被完全夹紧的状态下被压缩的，避免了传统夹紧装置中试样存在自由端而过早产生失稳弯曲问题；试样在厚度方向的变化可以被夹紧臂上的聚氨酯吸纳；试样垫块拥有筋板、立板交叉结构，可保证其对试样具有足够的支撑强度，其立板的厚度比试样的厚度小，可确保夹持试样的夹板不与立板发生干涉。

Claims (3)

1.一种金属板料压缩屈服强度测量用试验装置，包含1.压头；2.夹紧臂(2-1.夹板、2-2.导向块、2-3.聚氨酯块、2-4.垫板)；3.顶紧螺钉；4.试样；5.盖板；6.试样垫块；7.立柱；8.底座等部分，其特征在于将试样4放置在试样垫块6的立板上，调整夹板2-1的位置使其上表面与试样上表面平齐，旋转顶紧螺钉3推动夹紧臂2夹紧试样，将压头1放在夹板与试样的上表面上，材料试验机通过压头1推动夹板与试样共同向下运动压缩试样，直至试样屈服获得压缩屈服强度值。
2.根据权利要求1所述一种金属板料压缩屈服强度测量用试验装置，其特征在于夹紧臂2中的夹板2-1可以完全夹紧试样4的两侧面，使试样没有自由端，夹板2-1和导向块2-2之间采用燕尾结构连接，二者可相对滑动，试样被压缩时，夹板可夹紧试样共同向下移动。
3.根据权利要求1所述一种金属板料压缩屈服强度测量用试验装置，其特征在于夹紧臂2中的弹性聚氨酯块2-3能够吸纳试样受压增厚产生的厚向变化。
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