CN209802841U - 一种模拟金属板材拉伸-剪切复杂应力状态的试验夹具 - Google Patents

一种模拟金属板材拉伸-剪切复杂应力状态的试验夹具 Download PDF

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娄燕山
张冲
徐帆
张琦
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Abstract

一种模拟金属板材拉伸‑剪切复杂应力状态的试验夹具,包括上、下底板,上、下底板通过连接头和电子万能拉伸材料试验机连接;上底板下方连接有上旋转体,上底板包括基板,基板下方设有第一弧形连接块,弧形连接块上设有多个底板孔;上旋转体包括连接体,连接体和第二弧形连接块连接,第二弧形连接块上设有多个旋转体孔,通过底板孔与旋转体孔使用螺钉将上底板和上旋转体进行固定连接;下底板上方连接有下旋转体,下底板和上底板结构相同,下旋转体和上旋转体结构相同;上、下旋转体通过螺钉和盖板连接,上旋转体、下旋转体和盖板配合夹持试件;本实用新型能测定不同拉伸‑剪切复杂应力状态下的金属板材的强度和损伤断裂特性。

Description

一种模拟金属板材拉伸-剪切复杂应力状态的试验夹具
技术领域
本实用新型涉及材料力学性能单轴拉伸和剪切试验测试技术领域,具体涉及一种模拟金属板材拉伸-剪切复杂应力状态的试验夹具。
背景技术
如今,有限元模拟分析(FEA)技术已广泛应用于金属板材成形实际生产中,成为重要的参考依据,为了准确预测金属板材成形极限、损伤行为和回弹等,有必要进行材料力学性能试验,为材料模型的各项参数进行标定。常见的试验方法有单轴拉伸、双轴拉伸、叠层压缩、液压胀形、剪切试验等,最常用的试验方法是单轴拉伸试验,这些试验通过搭配不同的试验夹具可以在电子万能拉伸材料试验机上进行。
金属板材成形过程中的应力状态是极其复杂的,但传统的单轴拉伸试验和剪切试验方法只能测定金属板材简单应力状态下的力学性能,不能模拟实际生产中金属板材受到的复杂应力状态,因此有必要设计能够模拟复杂应力状态的试验夹具来测定拉伸-剪切复杂应力状态下的金属板材的强度和损伤断裂特性。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点,本实用新型的目的在于提供了一种模拟金属板材拉伸-剪切复杂应力状态的试验夹具,可搭载在电子万能拉伸材料试验机上进行单轴拉伸试验,能测定不同拉伸-剪切复杂应力状态下的金属板材的强度和损伤断裂特性。
为达到上述目的,本实用新型所采用技术方案为:
一种模拟金属板材拉伸-剪切复杂应力状态的试验夹具,包括上底板1和下底板2,上底板1的上端连接有连接头8,下底板2的下端连接有连接头8,上底板1、下底板2通过连接头8和电子万能拉伸材料试验机连接;
所述的上底板1下方连接有上旋转体3,所述的上底板1包括基板1-1,基板1-1下方设有第一弧形连接块1-2,第一弧形连接块1-2上设有多个底板孔5;所述的上旋转体3包括连接体3-1,连接体3-1和第二弧形连接块3-2连接,第二弧形连接块3-2上设有多个旋转体孔6,通过底板孔5与旋转体孔6使用螺钉将上底板1和上旋转体3进行固定连接;
所述的下底板2上方连接有下旋转体4,下底板2和上底板1结构相同,下旋转体4和上旋转体3结构相同;
所述的上旋转体3、下旋转体4的连接体3-1通过螺钉和盖板7连接,上旋转体3、下旋转体4的连接体3-1和盖板7配合夹持不同规格的试件9。
所述的上底板1与上旋转体3之间的角度通过底板孔5与旋转体孔6之间的配合选择;下底板2与下旋转体4之间的角度通过底板孔5与旋转体孔6之间的配合选择。
所述的上底板1、下底板2具有中空结构,呈上下左右对称布置,能够供上旋转体3、下旋转体4与盖板7夹持试件9。
所述的上旋转体3、下旋转体4呈上下左右对称布置。
所述的盖片7表面加工有花纹,保证了试验过程中试件9的准确固定。
本实用新型的有益效果为:
相对于只能测定简单应力状态的力学性能的传统试验夹具,本实用新型可以对更加复杂的应力状态进行模拟,适用于多种拉伸-剪切复杂应力状态的实验数据测量;本实用新型通过底板孔与旋转体孔的不同配合方式,可以实现多种不同规格试件9的拉伸-剪切复杂应力状态下的加载试验;本实用新型结构布置简单易懂,易于操作。
附图说明
图1是本实用新型的总体结构三维示意图。
图2是本实用新型的后视图。
图3是本实用新型剖视图。
图4为上底板1的结构示意图。
图5为上旋转体3的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作详细描述,以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参照图1、图2、图3,一种模拟金属板材拉伸-剪切复杂应力状态的试验夹具,包括上底板1和下底板2,上底板1的上端连接有连接头8,下底板2的下端连接有连接头8,上底板1、下底板2通过连接头8和电子万能拉伸材料试验机连接;
所述的上底板1下方连接有上旋转体3,参照图4,所述的上底板1包括基板1-1,基板1-1下方设有第一弧形连接块1-2,第一弧形连接块1-2上设有多个底板孔5;参照图5,所述的上旋转体3包括连接体3-1,连接体3-1和第二弧形连接块3-2连接,第二弧形连接块3-2上设有多个旋转体孔6,通过底板孔5与旋转体孔6使用螺钉将上底板1和上旋转体3进行固定连接;
所述的下底板2上方连接有下旋转体4,下底板2和上底板1结构相同,下旋转体4和上旋转体3结构相同;
所述的上旋转体3、下旋转体4的连接体3-1通过螺钉和盖板7连接,上旋转体3、下旋转体4的连接体3-1和盖板7配合夹持不同规格的试件9。
所述的上底板1与上旋转体3之间的角度通过底板孔5与旋转体孔6之间的配合选择;下底板2与下旋转体4之间的角度通过底板孔5与旋转体孔6之间的配合选择。
所述的上底板1、下底板2具有中空结构,呈上下左右对称布置,能够供上旋转体3、下旋转体4与盖板7夹持试件9。
所述的上旋转体3、下旋转体4呈上下左右对称布置。
所述的盖片7表面加工有花纹,保证了试验过程中试件9的准确固定。
本实用新型的工作原理为:
试验开始前,根据所需模拟的应力状态选择上底板1与上旋转体3之间的角度,并为下底板2与下旋转体4选择相应的角度;角度选定后,通过底板孔5与旋转体孔6之间的配合实现所选择的角度并用螺钉进行固定;随后将夹具翻转,将试件9搭在上旋转体3与下旋转体4之间,再盖上盖片7,随后使用螺钉将盖片7压紧;以上工作完成后,通过连接头8和电子万能拉伸材料试验机连接开始进行单轴拉伸试验,即可得到所需的拉伸-剪切复杂应力状态的试验数据。
以上所述仅为本实用新型的实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是利用本实用新型说明书及附图内容所做的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关技术领域,均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种模拟金属板材拉伸-剪切复杂应力状态的试验夹具,包括上底板(1)和下底板(2),其特征在于:上底板(1)的上端连接有连接头(8),下底板(2)的下端连接有连接头(8),上底板(1)、下底板(2)通过连接头(8)和电子万能拉伸材料试验机连接;
所述的上底板(1)下方连接有上旋转体(3),所述的上底板(1)包括基板(1-1),基板(1-1)下方设有第一弧形连接块(1-2),第一弧形连接块(1-2)上设有多个底板孔(5);所述的上旋转体(3)包括连接体(3-1),连接体(3-1)和第二弧形连接块(3-2)连接,第二弧形连接块(3-2)上设有多个旋转体孔(6),通过底板孔(5)与旋转体孔(6)使用螺钉将上底板(1)和上旋转体(3)进行固定连接;
所述的下底板(2)上方连接有下旋转体(4),下底板(2)和上底板(1)结构相同,下旋转体(4)和上旋转体(3)结构相同;
所述的上旋转体(3)、下旋转体(4)的连接体(3-1)通过螺钉和盖板(7)连接,上旋转体(3)、下旋转体(4)的连接体(3-1)和盖板(7)配合夹持不同规格的试件(9)。
2.根据权利要求1所述的一种模拟金属板材拉伸-剪切复杂应力状态的试验夹具,其特征在于:所述的上底板(1)与上旋转体(3)之间的角度通过底板孔(5)与旋转体孔(6)之间的配合选择;下底板(2)与下旋转体(4)之间的角度通过底板孔(5)与旋转体孔(6)之间的配合选择。
3.根据权利要求1所述的一种模拟金属板材拉伸-剪切复杂应力状态的试验夹具,其特征在于:所述的上底板(1)、下底板(2)具有中空结构,呈上下左右对称布置,能够供上旋转体(3)、下旋转体(4)与盖板(7)夹持试件(9)。
4.根据权利要求1所述的一种模拟金属板材拉伸-剪切复杂应力状态的试验夹具,其特征在于:所述的上旋转体(3)、下旋转体(4)呈上下左右对称布置。
5.根据权利要求1所述的一种模拟金属板材拉伸-剪切复杂应力状态的试验夹具,其特征在于:所述的盖板(7)表面加工有花纹,保证了试验过程中试件(9)的准确固定。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111665127A (zh) * 2020-06-09 2020-09-15 北京科技大学 一种板材压剪断裂分析试样用夹具及其方法和试样
CN112683698A (zh) * 2020-12-21 2021-04-20 西安交通大学 一种材料中等应变速率拉伸冲击试验台

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