CN114544383B - 一种测定极限尖冷弯角和等效断裂应变的试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测定极限尖冷弯角和等效断裂应变的试验方法，测定极限尖冷弯角的步骤包括：制备弯曲试样，设定初始的固定加载行程，确定裂纹状态的“有”和“无”，确定有效试样，测定极限冷弯角，在此基础上，测定等效断裂应变的步骤包括：试样侧面喷射散斑，获取DIC数据处理用有效试样，计算有效试样边缘侧变形，测量弧长，计算等效断裂应变。本发明采用固定行程加载、DIC技术和理论计算相结合的技术方案，精准的测定了极限冷弯角和等效断裂应变。本发明实现了对材料失效时刻的精准控制，测定了材料的本征参量，降低了试验成本，将具有重要的工程实践意义和广阔的工程应用前景。
Description
技术领域
本发明属于金属材料力学性能测试领域，尤其是涉及测定先进高强钢极限尖冷弯角和等效断裂应变的试验方法。
背景技术
随着整车碰撞安全标准的不断提高，为了应对安全法规带来的技术挑战，先进高强度钢在汽车车身轻量化设计中应用的比例在不断提升，特别是热成形零件的大量使用。然而，在汽车碰撞中，比如，A柱、B柱的折弯变形是典型的在弯曲变形下的平面应变状态失效，且材料强度越高，面临材料失效的风险越大。因此，材料的可弯曲性能已成为一个衡量先进高强钢力学性能的关键指标之一。
如何评价先进高强钢，特别是超高强钢的抗弯曲性能？目前，国际上广泛采用的技术标准是VDA238-100技术标准，通过测量试样的极限尖冷弯角以评估材料的抗弯曲性能，特别是对于评估热成形材料是一种有效的技术手段。
然而，VDA238-100至少存在两个方面的问题：第一，试验终止条件，直到压力值达到关闭阀值时停止加载，关闭阀值是指压头达到最大载荷后下降30N或60N；第二，测量结果，极限尖冷弯角是一个物理参量，不是材料的本征参量。如果试验目的只是定性的评估材料的抗弯曲性能，VDA238-100技术标准是可以满足技术要求。如果试验目的是要定量的评估材料的抗弯曲性能，则VDA238-100技术标准是难以满足的。
比如，针对测量结果，人们更希望得到极限尖冷弯下的等效断裂应变，因此，在VDA238-100技术标准的基础上，引入数值图像相关法技术，简称DIC技术，测量试样弯曲表面的应变分布是一种常见的技术解决方案，如参考文献(《Evaluation of the VDA238-100Tight Radius Bending Test using Digital Image Correlation StrainMeasurement》，doi:10.1088/1742-6596/896/1/012075)详细介绍了其测试方法，但是，依然存在如下技术问题，第一，为了配合DIC技术测量试样弯曲表面，需要重新开发一套试验系统，相比VDA238-100技术标准仅需要增加一套工装装置，显然，大大增加了试验设备成本；第二，该参考文献通过DIC技术测量的弯曲表面断裂应变与极限尖冷弯角没有关联，弱化了结果的可解释性。
因此，本申请的发明人正是由于意识到VDA238-100技术标准及其现有技术解决方案中存在以上技术缺陷而提出的，目的是基于现有的技术条件实现对材料抗弯曲性能测试的定量评价。
发明内容
1、本发明解决的技术问题
本发明所要解决的技术问题是：采用固定行程加载、DIC技术和理论公式相结合的技术方案，以精准的测定极限冷弯角和等效断裂应变，并验证了两者之间的数学关系，以实现对材料力学性能的定量评估。
2、本发明的技术方案
为了实现本发明所要解决的技术问题的目的，本发明提供了一种测定极限尖冷弯角的试验方法，其步骤包括：
步骤一、制备弯曲试样：根据VDA238-100技术标准规定的试样尺寸要求，制备若干用于极限尖冷弯试验的被测试材料的弯曲试样；
步骤二、设定初始的固定加载行程：从制备的弯曲试样中取出一个初始试样，将初始试样放置在试验装置上，并设定初始的固定加载行程d0对初始试样进行极限尖冷弯试验，所述的固定加载行程是指压头从初始位置到运动停止位置所移动的距离；
步骤三、确定裂纹状态的“有”和“无”：取出步骤二中弯曲试样极限尖冷弯试验之后的弯曲试样，观测试样拉伸表面的裂纹状态，存在两种情形：
情形一：若试样拉伸表面的裂纹状态是“无”，所述的裂纹状态“无”是指“试样弯曲表面未出现肉眼可见的微裂纹”，则以初始的固定加载行程d0为参考，采用递增增量增加固定加载行程，重新进行固定行程加载的极限尖冷弯试验，直到试样拉伸表面的裂纹状态是“有”为止，所述的裂纹状态“有”是指“试样弯曲表面出现肉眼可见的微裂纹”，则相邻的裂纹状态“无”和裂纹状态“有”对应的固定加载行程d1分别记为S0和S1，两者之差的绝对值ΔS要求小于等于Δs，所述的Δs的取值范围大于零；
情形二：若试样拉伸表面的裂纹状态是“有”，则以初始的固定加载行程d0为参考，采用以递减增量降低固定加载行程，重新进行固定行程加载的极限尖冷弯试验，直到试样拉伸表面的裂纹状态是“无”为止，则相邻的裂纹状态“有”和裂纹状态“无”对应的固定加载行程d1分别记为S1和S0，两者之差的绝对值ΔS要求小于等于Δs；
步骤四、确定有效试样：取一个弯曲试样，设定固定加载行程d2等于(S0+S1)/2对该试样进行固定行程加载的极限尖冷弯试验，弯曲试验之后的试样则为测定极限冷弯角的有效试样；
步骤五、测定极限冷弯角：按照VDA238-100技术标准对极限冷弯角的定义，测定有效试样的极限冷弯角α。
进一步的，所述的测定极限尖冷弯角的试验方法，其特征在于：在步骤二，确定初始的固定加载行程d0的方法是采用常规极限尖冷弯试验等效于固定行程加载的极限尖冷弯试验，具体方法是：从制备的弯曲试样中取一个初始试样，按照VDA238-100技术标准的技术要求放置在试验装置上进行极限尖冷弯试验，直到压力值达到关闭阀值时停止加载，从压头载荷-加载行程曲线上读取试验终止时的最大加载行程为初始的固定加载行程d0。
最优的，所述的测定极限尖冷弯角的试验方法，其特征在于：在步骤三中，采用电子显微镜辅助判断试样拉伸表面的裂纹状态的“有”和“无”；Δs等于0.5mm。
一种测定极限尖冷弯等效断裂应变的试验方法，其步骤包括：
步骤一、制备弯曲试样：根据VDA238-100技术标准规定的试样尺寸要求，制备若干用于极限尖冷弯试验的被测试材料的弯曲试样；
步骤二、设定初始的固定加载行程：从制备的弯曲试样中取出一个初始试样，将初始试样放置在试验装置上，并设定初始的固定加载行程d0对初始试样进行极限尖冷弯试验，所述的固定加载行程是指压头从初始位置到运动停止位置所移动的距离；
步骤三、确定裂纹状态的“有”和“无”：取出步骤二中弯曲试样极限尖冷弯试验之后的弯曲试样，观测试样拉伸表面的裂纹状态，存在两种情形：
情形一：若试样拉伸表面的裂纹状态是“无”，所述的裂纹状态“无”是指“试样弯曲表面未出现肉眼可见的微裂纹”，则以初始的固定加载行程d0为参考，采用递增增量增加固定加载行程，重新进行固定行程加载的极限尖冷弯试验，直到试样拉伸表面的裂纹状态是“有”为止，所述的裂纹状态“有”是指“试样弯曲表面出现肉眼可见的微裂纹”，则相邻的裂纹状态“无”和裂纹状态“有”对应的固定加载行程d1分别记为S0和S1，两者之差的绝对值ΔS要求小于等于Δs，所述的Δs的取值范围大于零；
情形二：若试样拉伸表面的裂纹状态是“有”，则以初始的固定加载行程d0为参考，采用以递减增量降低固定加载行程，重新进行固定行程加载的极限尖冷弯试验，直到试样拉伸表面的裂纹状态是“无”为止，则相邻的裂纹状态“有”和裂纹状态“无”对应的固定加载行程d1分别记为S1和S0，两者之差的绝对值ΔS要求小于等于Δs；
步骤四、确定有效试样：取一个弯曲试样，设定固定加载行程d2等于(S0+S1)2对该试样进行固定行程加载的极限尖冷弯试验，弯曲试验之后的试样则为测定极限冷弯角的有效试样；
步骤五、试样侧面喷射散斑：取一弯曲试样，然后对该弯曲试样一侧边缘的中间部位表面喷射散斑；
步骤六、获取DIC数据处理用有效试样：从制备的弯曲试样中取出一个试样，将试样放置在试验装置上，并将DIC系统的摄像头对准喷射了散斑的一侧，在试验机操作软件中设定固定加载行程d2，同时启动试验机和DIC系统对试样进行极限尖冷弯试验；试验结束后，该试样为用于DIC数据处理的有效试样；
步骤七、计算有效试样边缘侧变形，包括以下步骤：
第一步，在DIC系统中，在弯曲试样处于初始状态下，选取一个喷射了散斑、面积为w×t0的计算区域，其中，w为宽度，t0为试样厚度；
第二步，在DIC系统中，设置网格生成控制参数，使得在试样厚度方向上生成的网格数量至少大于2个，网格尺寸为l0；
第三步，在DIC系统中，根据生成的网格，DIC系统对试件边缘连续弯曲变形照片上对应的计算区域逐一进行计算，得到网格上节点的位移数据结果，对没有结果的节点，在DIC系统中进行插值计算，保存计算结果；
步骤八、测量弧长：在DIC系统中，针对弯曲试件在未卸载的最终状态的变形结果，确定试样上处于下边缘最低位置的节点O，以此节点为参考点，沿试样下边缘向左右分别选取一定数量的节点，测量所选节点所覆盖的弧长为下边缘弧长Lf，所述的下边缘弧长应为均匀变形状态，下边缘弧长Lf所对应的初始长度为L0，所对应的极限冷弯角为α；
步骤九、计算等效断裂应变：根据下边缘弧长Lf和下边缘弧长所对应的初始长度L0，计算极限尖冷弯状态下的等效断裂应变。
进一步的，所述的测定极限尖冷弯角的试验方法，其特征在于：在步骤二，确定初始的固定加载行程d0的方法是采用常规极限尖冷弯试验等效于固定行程加载的极限尖冷弯试验，具体方法是：从制备的弯曲试样中取一个初始试样，按照VDA238-100技术标准的技术要求放置在试验装置上进行极限尖冷弯试验，直到压力值达到关闭阀值时停止加载，从压头载荷-加载行程曲线上读取试验终止时的最大加载行程为初始的固定加载行程d0。
进一步的，所述的测定极限尖冷弯角的试验方法，其特征在于：在步骤三中，采用电子显微镜辅助判断试样拉伸表面的裂纹状态的“有”和“无”；Δs等于0.5mm。
进一步的，所述的测定极限尖冷弯等效断裂应变的试验方法，其特征在于：在步骤三中，沿试样下边缘向左右分别选取数量均为m个节点，则对应的下边缘弧长所包含的网格数量为2m个。
进一步的，所述的测定极限尖冷弯等效断裂应变的试验方法，其特征在于：在步骤九中，按下式计算极限尖冷弯状态下的等效断裂应变：
其中，Lf为下边缘弧长，L0为下边缘弧长Lf所对应的初始长度，由下式确定：
L0＝2m·l0 (2)。
进一步的，在步骤八中，若所对应的下边缘弧长为满足均匀变形状态下的最大弧长，则在步骤九中按下式计算极限尖冷弯状态下的等效断裂应变：
式中，L0为下边缘弧长Lf所对应的初始长度；α为下边缘弧长Lf所对应的极限尖冷弯角；r0为压头的半径；t0为试样厚度
进一步的，在步骤八中，若所对应的下边缘弧长为满足均匀变形状态下的最大弧长，则在步骤九中按下式计算极限尖冷弯状态下的等效断裂应变：：
式中，L0为下边缘弧长Lf所对应的初始长度；α为下边缘弧长Lf所对应的极限尖冷弯角；r0为压头的半径。
3、本发明的有益效果
本发明提供了一种测定极限尖冷弯角和等效断裂应变的试验方法，其产生的有益效果主要体现在以下三个方面：
第一，实现了对材料失效时刻的控制。按照VDA238-100技术标准的关闭阀值(指压头达到最大载荷后下降30N或60N)，是否刚好对应材料失效的临界状态？是否对所有的先进高强钢均适用？是否能对同一牌号不同成分做出区分？具有显著的不确定性，同时，基于最大载荷对应的加载位移计算的极限冷弯角没有对应的弯曲后试样，而本发明采用固定行程加载方法，并配合裂纹有无的判断方法，实现了对获取试样弯曲表面临界裂纹的精准控制，测量的极限尖冷弯角与弯曲后的试样相对应。
第二，实现了对材料本征参量的测量。按照VDA238-100技术标准测量的极限尖冷弯角是一个物理参量，不是材料的本征参量，只能定性的评估材料的抗弯曲性能，不能为碰撞仿真模型提出有价值的输入参数，而本发明能同时精准的测定极限冷弯角和等效断裂应变，其中，等效断裂应变是材料的本征参量，可以直接用于碰撞仿真材料失效参数的设定，用于预测碰撞弯曲失效。
第三，降低了试验成本。按照现有的DIC技术使用方法(现有技术均是测量弯曲表面变形)，会引起试验成本的增加，而本发明基于常规的工装装置，采用DIC技术处理试样侧面的弯曲变形，结合极限冷弯模型的理论公式，在不增加试验成本的基础上，大大提高了试验结果的可解释性。
综上所述，通过本发明的实施，解决了传统测试方法中的技术不足，提升了极限冷弯测试的应用空间，因此，本发明具有重要的工程实践意义和广阔的工程应用前景。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明实施例1的测定极限尖冷弯角的试验流程示意图；
图2是本发明实施例1的常规试验后的试样及裂纹状态示意图；
图3是本发明实施例1的固定加载行程8.6mm试验后的试样及裂纹状态示意图；
图4是本发明实施例1的固定加载行程8.4mm试验后的试样及裂纹状态示意图；
图5是本发明实施例1的固定加载行程8.5mm试验后的试样及裂纹状态示意图；
图6是实施例2的测定等效断裂应变的试验流程示意图；
图7是本发明实施例2的弯曲试样极限尖冷弯DIC计算区域示意图；
图8是本发明实施例2的弯曲试样下边缘最低点示意图；
图9是本发明实施例2的弯曲试样最终状态下的下边缘弧长示意图；
图10是本发明实施例2的弯曲试样最终状态下测量的极限冷弯角示意图；
图11是本发明实施例3的仿真模型测定极限尖冷弯角示意图；
图12是本发明实施例3的试样最大弯曲变形区域示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
本实施例以1500MPa/1.2mm的热成形钢裸板为例，采用电子显微镜辅助观察判断裂纹状态，其流程图，如图1所示的测定极限尖冷弯角的试验流程图，包括如下步骤：
步骤一、制备弯曲试样：根据VDA238-100技术标准规定的试样尺寸要求，制备若干用于极限尖冷弯试验的被测试材料的弯曲试样，试验尺寸为60mm*60mm。
步骤二、采用常规极限尖冷弯试验确定初始的固定加载行程d0，具体方法是：从制备的弯曲试样中取一个初始试样，按照VDA238-100技术标准的技术要求放置在试验装置上进行极限尖冷弯试验，直到压力值达到关闭阀值时停止加载，所述的关闭阀值是指压头达到最大载荷后下降30N，从压头载荷-加载行程曲线上读取停止加载时的加载行程为初始的固定加载行程d0等于9.957mm。
步骤三、确定裂纹状态的“有”和“无”：取出步骤二中弯曲试样极限尖冷弯试验之后的弯曲试样，采用电子显微镜辅助判断试样拉伸表面的裂纹状态是“有”，如图2所示的常规试验后的试样及裂纹状态。以固定加载行程9.957mm为参考，则采用以递减增量降低固定加载行程，重新进行固定行程加载的极限尖冷弯试验。
当固定加载行程等于8.6mm时，采用电子显微镜辅助判断试样拉伸表面的裂纹状态是“有”，如图3所示的固定加载行程8.6mm试验后的试样及裂纹状态。当固定加载行程等于8.4mm时，试样拉伸表面的裂纹状态是“无”，如图4所示的固定加载行程8.4mm试验后的试样及裂纹状态。因此，相邻的裂纹状态“有”和裂纹状态“无”对应的固定加载行程分别记为S1等于8.6mm和S0等于8.4mm，两者之差的绝对值等于0.2mmm。
步骤四、确定有效试样：取一个弯曲试样，设定固定加载行程d2等于裂纹状态“有”和“无”的平均值8.5mm对该试样进行固定行程加载的极限尖冷弯试验，弯曲试验之后的试样则为测定极限冷弯角的有效试样，如图5所示的固定加载行程8.5mm试验后的试样及裂纹状态。
步骤五、测定极限冷弯角：按照VDA238-100技术标准极限冷弯角定义，测定有效试样未卸载的极限冷弯角α等于79°，卸载之后测定的弯曲试样极限冷弯角等于68.5°。
实施例2
本实施例以1500MPa/1.2mm的热成形钢裸板为例，采用电子显微镜辅助观察判断裂纹状态，其流程图，如图6所示的测定等效断裂应变的试验流程图，包括如下步骤：
步骤一、制备弯曲试样：根据VDA238-100技术标准规定的试样尺寸要求，制备若干用于极限尖冷弯试验的被测试材料的弯曲试样，试验尺寸为60mm*60mm。
步骤二、采用常规极限尖冷弯试验确定初始的固定加载行程d0，具体方法是：从制备的弯曲试样中取一个初始试样，按照VDA238-100技术标准的技术要求放置在试验装置上进行极限尖冷弯试验，直到压力值达到关闭阀值时停止加载，所述的关闭阀值是指压头达到最大载荷后下降30N，从压头载荷-加载行程曲线上读取停止加载时的加载行程为初始的固定加载行程d0等于9.957mm。
步骤三、确定裂纹状态的“有”和“无”：取出步骤二中弯曲试样极限尖冷弯试验之后的弯曲试样，采用电子显微镜辅助判断试样拉伸表面的裂纹状态是“有”，如图2所示的常规试验后的试样及裂纹状态。以固定加载行程9.957mm为参考，则采用以递减增量降低固定加载行程，重新进行固定行程加载的极限尖冷弯试验。
当固定加载行程等于8.6mm时，采用电子显微镜辅助判断试样拉伸表面的裂纹状态是“有”，如图3所示的固定加载行程8.6mm试验后的试样及裂纹状态。当固定加载行程等于8.4mm时，试样拉伸表面的裂纹状态是“无”，如图4所示的固定加载行程8.4mm试验后的试样及裂纹状态。因此，相邻的裂纹状态“有”和裂纹状态“无”对应的固定加载行程分别记为S1等于8.6mm和S0等于8.4mm，两者之差的绝对值等于0.2mmm。
步骤四、确定有效试样：取一个弯曲试样，设定固定加载行程d2等于裂纹状态“有”和“无”的平均值8.5mm对该试样进行固定行程加载的极限尖冷弯试验，弯曲试验之后的试样则为测定极限冷弯角的有效试样，如图5所示的固定加载行程8.5mm试验后的试样及裂纹状态。
步骤五、试样侧面喷射散斑：取一弯曲试样；然后对弯曲试样一侧边缘的中间部位表面喷射散斑。
步骤六、获取DIC数据处理用有效试样：从制备的弯曲试样中取出一个试样，将试样放置在试验装置上，并将喷射了散斑的一侧对准DIC系统的摄像头，在试验机操作软件中设定固定加载行程d2等于8.5mm；同时启动试验机和DIC系统对试样进行极限尖冷弯试验；试验结束后，该试样为用于DIC数据处理的有效试样。
步骤七、计算有效试样边缘侧变形，包括以下步骤：
第一步，在DIC系统中，在弯曲试样处于初始状态下，选取一个喷射了散斑、面积为20mm×1.2mm的计算区域，其中，20mm为宽度，1.2mm为试样厚度，尽可能让压头位于计算区域的正中间，如图7所示的弯曲试样极限尖冷弯DIC计算区域。
第二步，在DIC系统中，设置网格生成控制参数，使得在试样厚度方向上生成的网格数量等于6，则网格尺寸l0等于0.2mm。
第三步，在DIC系统中，根据生成的网格，DIC系统对试件边缘连续弯曲变形照片上对应的计算区域逐一进行计算，得到网格上节点的位移数据结果，对没有结果的节点，在DIC系统中进行插值计算，保存计算结果。
步骤八、测量弧长：在DIC系统中，针对试件弯曲在未卸载的最终状态的变形结果，确定试样上处于下边缘最低位置的节点O，如图8所示的弯曲试样下边缘最低点，以此节点为参考点，沿试样下边缘向左右分别取数量均为4个节点，则对应的下边缘弧长Lf所包含的网格数量为8个，且为均匀变形，测量此下边缘弧长Lf等于2.3mm，如图9所示的弯曲试样最终状态下的下边缘弧长，则下边缘弧长Lf所对应的初始长度L0，其大小为L0＝8·l0等于1.6mm。
步骤九、计算等效断裂应变：按下式计算极限尖冷弯状态下的等效断裂应变：
因此，被测试材料的极限尖冷弯等效断裂应变等于0.419。
在最终状态下，基于DIC拍摄的照片测量的未卸载的极限冷弯角等于78°，如图10所示的弯曲试样最终状态下测量的极限冷弯角，卸载之后测定的弯曲试样极限冷弯角等于66.5°。
实施例3
本实施例以1500MPa/1.6mm的铝硅镀层热成形钢为例，给出了基于仿真模型的极限尖冷弯角和等效断裂应变的测定，主要验证理论公式的有效性。
采用仿真模型模拟VDA238-100的试验工况，此模型的网格尺寸是0.15mm，通过单轴拉伸测定的材料等效断裂应变是0.251，当等效塑性应变达到0.251是材料失效，在此仿真模型中，只要有一个单元达到等效断裂应变即表明试验终止，此时的试样变形状态用于测定极限尖冷弯角和等效断裂应变。
对仿真模型终止状态直接测定极限尖冷弯角，测量大小为48.2°，如图11所示的仿真模型测定极限尖冷弯角示意图。在弯曲变形下边缘选取最大均匀变形区域对应的下边缘弧长为1.679mm，如图12所示的试样最大弯曲变形区域示意图，其覆盖的网格数量为9个，网格尺寸是0.15mm，因此，下边缘弧长对应的初始长度为1.35mm，代入式计算极限尖冷弯状态下的等效断裂应变：
通过理论公式计算的结果与仿真模型输入的材料等效断裂应变十分接近，表明仿真模型是逻辑自洽的，间接证明了理论上式的有效性。
或者按下式计算极限尖冷弯状态下的等效断裂应变：
或者按下式计算极限尖冷弯状态下的等效断裂应变：
其中，L0为下边缘弧长Lf所对应的初始长度等于1.35mm；α为下边缘弧长Lf所对应的极限尖冷弯角等于48.2°；r0为压头的半径等于0.4mm；t0为试样厚度等于1.6mm。
将参数代入(2)式计算的等效断裂应变为0.254，将参数代入(3)式计算的等效断裂应变为0.258，均与仿真模型输入的材料等效断裂应变十分接近，表明仿真模型是逻辑自洽的，间接证明了理论上式的有效性，从而将极限尖冷弯角与等效断裂应变成功进行了关联。
(2)式和(3)式所代表的数学模型需要在物理试验中严格满足才能得到有效验证，在仿真模型中是可以严格满足的，而(1)式是直接采用真实应变定义计算，对物理试验没有严格意义上的要求。
以上实施方式仅为本发明的示例性实施方式，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员在本发明的实质性保护范围内，对本发明做出的各种修改或等同替换也落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种测定极限尖冷弯角的试验方法，其步骤包括：
步骤一、制备弯曲试样：根据VDA238-100技术标准规定的试样尺寸要求，制备若干用于极限尖冷弯试验的被测试材料的弯曲试样；
步骤二、设定初始的固定加载行程：从制备的弯曲试样中取出一个初始试样，将初始试样放置在试验装置上，并设定初始的固定加载行程d0对初始试样进行极限尖冷弯试验，所述的固定加载行程是指压头从初始位置到运动停止位置所移动的距离；
步骤三、确定裂纹状态的“有”和“无”：取出步骤二中弯曲试样极限尖冷弯试验之后的弯曲试样，观测试样拉伸表面的裂纹状态，存在两种情形：
情形一：若试样拉伸表面的裂纹状态是“无”，所述的裂纹状态“无”是指“试样弯曲表面未出现肉眼可见的微裂纹”，则以初始的固定加载行程d0为参考，采用递增增量增加固定加载行程，重新进行固定行程加载的极限尖冷弯试验，直到试样拉伸表面的裂纹状态是“有”为止，所述的裂纹状态“有”是指“试样弯曲表面出现肉眼可见的微裂纹”，则相邻的裂纹状态“无”和裂纹状态“有”对应的固定加载行程d1分别记为S0和S1，两者之差的绝对值ΔS要求小于等于Δs，所述的Δs的取值范围大于零；
情形二：若试样拉伸表面的裂纹状态是“有”，则以初始的固定加载行程d0为参考，采用以递减增量降低固定加载行程，重新进行固定行程加载的极限尖冷弯试验，直到试样拉伸表面的裂纹状态是“无”为止，则相邻的裂纹状态“有”和裂纹状态“无”对应的固定加载行程d1分别记为S1和S0，两者之差的绝对值ΔS要求小于等于Δs；
步骤四、确定有效试样：取一个弯曲试样，设定固定加载行程d2等于(S0+S1)/2对该试样进行固定行程加载的极限尖冷弯试验，弯曲试验之后的试样则为测定极限尖冷弯角的有效试样；
步骤五、测定极限尖冷弯角：按照VDA238-100技术标准对极限尖冷弯角的定义，测定有效试样的极限尖冷弯角α。
2.根据权利要求1所述的测定极限尖冷弯角的试验方法，其特征在于：在步骤二，确定初始的固定加载行程d0的方法是采用常规极限尖冷弯试验等效于固定行程加载的极限尖冷弯试验，具体方法是：从制备的弯曲试样中取一个初始试样，按照VDA238-100技术标准的技术要求放置在试验装置上进行极限尖冷弯试验，直到压力值达到关闭阀值时停止加载，从压头载荷-加载行程曲线上读取试验终止时的最大加载行程为初始的固定加载行程d0。
3.根据权利要求2所述的测定极限尖冷弯角的试验方法，其特征在于：在步骤三中，采用电子显微镜辅助判断试样拉伸表面的裂纹状态的“有”和“无”；Δs等于0.5mm。
4.一种测定极限尖冷弯等效断裂应变的试验方法，其步骤包括：
步骤一、制备弯曲试样：根据VDA238-100技术标准规定的试样尺寸要求，制备若干用于极限尖冷弯试验的被测试材料的弯曲试样；
步骤二、设定初始的固定加载行程：从制备的弯曲试样中取出一个初始试样，将初始试样放置在试验装置上，并设定初始的固定加载行程d0对初始试样进行极限尖冷弯试验，所述的固定加载行程是指压头从初始位置到运动停止位置所移动的距离；
步骤三、确定裂纹状态的“有”和“无”：取出步骤二中弯曲试样极限尖冷弯试验之后的弯曲试样，观测试样拉伸表面的裂纹状态，存在两种情形：
情形一：若试样拉伸表面的裂纹状态是“无”，所述的裂纹状态“无”是指“试样弯曲表面未出现肉眼可见的微裂纹”，则以初始的固定加载行程d0为参考，采用递增增量增加固定加载行程，重新进行固定行程加载的极限尖冷弯试验，直到试样拉伸表面的裂纹状态是“有”为止，所述的裂纹状态“有”是指“试样弯曲表面出现肉眼可见的微裂纹”，则相邻的裂纹状态“无”和裂纹状态“有”对应的固定加载行程d1分别记为S0和S1，两者之差的绝对值ΔS要求小于等于Δs，所述的Δs的取值范围大于零；
情形二：若试样拉伸表面的裂纹状态是“有”，则以初始的固定加载行程d0为参考，采用以递减增量降低固定加载行程，重新进行固定行程加载的极限尖冷弯试验，直到试样拉伸表面的裂纹状态是“无”为止，则相邻的裂纹状态“有”和裂纹状态“无”对应的固定加载行程d1分别记为S1和S0，两者之差的绝对值ΔS要求小于等于Δs；
步骤四、确定有效试样：取一个弯曲试样，设定固定加载行程d2等于(S0+S1)/2对该试样进行固定行程加载的极限尖冷弯试验，弯曲试验之后的试样则为测定极限尖冷弯角的有效试样；
步骤五、试样侧面喷射散斑：取一弯曲试样，然后对该弯曲试样一侧边缘的中间部位表面喷射散斑；
步骤六、获取DIC数据处理用有效试样：从制备的弯曲试样中取出一个试样，将试样放置在试验装置上，并将DIC系统的摄像头对准喷射了散斑的一侧，在试验机操作软件中设定固定加载行程d2，同时启动试验机和DIC系统对试样进行极限尖冷弯试验；试验结束后，该试样为用于DIC数据处理的有效试样；
步骤七、计算有效试样边缘侧变形，包括以下步骤：
第一步，在DIC系统中，在弯曲试样处于初始状态下，选取一个喷射了散斑、面积为w×t0的计算区域，其中，w为宽度，t0为试样厚度；
第二步，在DIC系统中，设置网格生成控制参数，使得在试样厚度方向上生成的网格数量至少要求大于2个，网格尺寸为l0；
第三步，在DIC系统中，根据生成的网格，DIC系统对试件边缘连续弯曲变形照片上对应的计算区域逐一进行计算，得到网格上节点的位移数据结果，对没有结果的节点，在DIC系统中进行插值计算，保存计算结果；
步骤八、测量弧长：在DIC系统中，针对弯曲试件在未卸载的最终状态的变形结果，确定试样上处于下边缘最低位置的节点O，以此节点为参考点，沿试样下边缘向左右分别选取一定数量的节点，测量所选节点所覆盖的弧长为下边缘弧长Lf，所述的下边缘弧长应为均匀变形状态，下边缘弧长Lf所对应的初始长度为L0，所对应的极限尖冷弯角为α；
步骤九、计算等效断裂应变：根据下边缘弧长Lf和下边缘弧长所对应的初始长度L0，计算极限尖冷弯状态下的等效断裂应变。
5.根据权利要求4所述的测定极限尖冷弯等效断裂应变的试验方法，其特征在于：在步骤二，确定初始的固定加载行程d0的方法是采用常规极限尖冷弯试验等效于固定行程加载的极限尖冷弯试验，具体方法是：从制备的弯曲试样中取一个初始试样，按照VDA238-100技术标准的技术要求放置在试验装置上进行极限尖冷弯试验，直到压力值达到关闭阀值时停止加载，从压头载荷-加载行程曲线上读取试验终止时的最大加载行程为初始的固定加载行程d0。
6.根据权利要求5所述的测定极限尖冷弯等效断裂应变的试验方法，其特征在于：在步骤三中，采用电子显微镜辅助判断试样拉伸表面的裂纹状态的“有”和“无”；Δs等于0.5mm。
7.根据权利要求6所述的测定极限尖冷弯等效断裂应变的试验方法，其特征在于：在步骤三中，沿试样下边缘向左右分别选取数量均为m个节点，则对应的下边缘弧长所包含的网格数量为2m个。
8.根据权利要求6或7所述的测定极限尖冷弯等效断裂应变的试验方法，其特征在于：在步骤九中，按下式计算极限尖冷弯状态下的等效断裂应变：
其中，Lf为下边缘弧长，L0为下边缘弧长Lf所对应的初始长度，由下式确定：
L0＝2m·l0 (2)。
9.根据权利要求6或7所述的测定极限尖冷弯等效断裂应变的试验方法，其特征在于：
在步骤八中，若所对应的下边缘弧长为满足均匀变形状态下的最大弧长，则在步骤九中按下式计算极限尖冷弯状态下的等效断裂应变：
式中，L0为下边缘弧长Lf所对应的初始长度；α为下边缘弧长Lf所对应的极限尖冷弯角；r0为压头的半径；t0为试样厚度。
10.根据权利要求6或7所述的测定极限尖冷弯等效断裂应变的试验方法，其特征在于：
在步骤八中，若所对应的下边缘弧长为满足均匀变形状态下的最大弧长，则在步骤九中按下式计算极限尖冷弯状态下的等效断裂应变：
式中，L0为下边缘弧长Lf所对应的初始长度；α为下边缘弧长Lf所对应的极限尖冷弯角；r0为压头的半径。
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