[發明專利]車身薄板疲勞試驗裝置及測試方法

有效

• 申請號: 201210160916.4
• 申請日: 2012-05-22
• 公開（公告）號: CN102735557A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 陳云霞;楊旋;李創
• 申請（專利權）人: 奇瑞汽車股份有限公司
• 主分類號: G01N3/32
• 分類號: G01N3/32
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 關文魁

技術領域

本發明涉及車身薄板材料疲勞試驗技術領域，特別涉及一種車身薄板疲勞試驗裝置及測試方法，用于開展車身薄板材料拉拉和拉壓疲勞試驗。

背景技術

轎車車身普遍采用厚度較小的冷軋或少量熱軋薄鋼板焊接而成，車身CAE耐久性分析需要車身薄板材料的疲勞試驗數據作為數據輸入來計算分析。

車身薄板在實際工況中的受力狀態處于拉拉或拉壓兩種受力狀態，目前對這兩種受力工況的試驗均采用標準材料試樣通過類似楔形的試驗夾具在疲勞試驗機上進行試驗，薄板材料疲勞試驗過程中試樣失效通常發生在試樣側向邊緣處，對于同一批次材料試樣雖然試樣制作過程中一致性較容易保證，但在試樣裝夾過程中對中不容易控制，裝夾狀態不同，導致同批次各試樣受力狀態不一致，也會對同一批次試驗結果產生影響。

在拉壓疲勞試驗過程中，由于薄板材料易發生彎曲失穩，因此需要對材料試樣進行防彎曲約束，防彎曲約束主要是對試樣表面法線方向失穩的約束。傳統的防彎曲約束主要是對材料樣件通過兩平面夾板夾持進行縱向固定，但是這種固定方法易影響試樣側向邊緣部分的受力狀態，并且由于防彎曲夾具在夾持時本身存在橫向彎曲變形，導致對試樣的縱向約束貼合性不好而使試樣的受力狀態不均勻，中間受力小，邊緣部分受力大，未充分考慮試樣與約束間的摩擦力影響，都會對試驗過程產生影響；車身薄板普遍塑性較好，塑性好的材料普遍剛性差，在進行疲勞試驗測試中不同于剛性好的材料，在試驗過程中較難標定，傳統方法標定導致試驗效率低；塑性好的薄板材料在進行疲勞試驗過程中疲勞裂紋擴展不同于剛性強的材料，一旦形成疲勞裂紋將很快擴展至失穩，傳統方法缺乏對塑性薄板材料條件疲勞極限的合理確定。

發明內容

為了保證車身薄板材料試驗過程的一致性和減少額外因素對試驗結果的影響，提高試驗效率和節約試驗成本，本發明提供了一種車身薄板疲勞試驗裝置及測試方法。

所述技術方案如下：

一方面，提供了一種車身薄板疲勞試驗裝置，所述試驗裝置包括對中裝置和防彎曲約束裝置，所述對中裝置包括：

立柱，其上設有與夾持于所述疲勞試樣上的兩夾具對應貼合的基準平面，用于保持兩所述夾具位于同一基準平面上，用于保證疲勞試樣的中線與所述基準平面平行；

兩對中卡塊，其垂直設置于所述立柱的基準平面上，兩所述對中卡塊的自由端分別與位于兩夾具之間的疲勞試樣的側面相貼合，使疲勞試樣對中于試驗夾具的基準平面。

所述防彎曲約束裝置，其包括兩個形狀相同的支撐板，用來夾持位于兩所述夾具之間的疲勞試樣；

每個所述支撐板的整個板面長度方向上分別成型一個平面凸臺，所述平面凸臺分布于所述支撐板的板面中部，用于與疲勞試樣的平面相貼合；

所述支撐板的兩側面分別設有固定板，用于將疲勞試樣夾持固定于兩所述支撐板的平面凸臺上。

優選地，所述支撐板的每一側各成型有兩個固定板，所述固定板是由所述支撐板的兩側面在垂直于疲勞試樣拉伸方向上向外延伸而成，所述支撐板兩側的固定板對稱于所述支撐板的中線。

所述平面凸臺的寬度小于疲勞試樣應力集中部分的最小寬度。

另一方面，還提供了一種車身薄板疲勞測試方法，所述方法包括：

選取薄板疲勞試樣，測定其靜拉伸曲線；通過實際材料力學性能對試驗力進行標定，并選取初始試驗力和設定條件疲勞極限；通過疲勞試驗裝置對疲勞試樣進行夾緊和對中處理，再經試驗機對疲勞試樣進行疲勞測試。

所述的對試驗力進行標定并選取初始試驗力，其具體方法如下：

設定薄板材料的延伸率；

根據所測薄板材料的靜拉伸曲線確定其延伸率；

對所測材料的延伸率與所設定的延伸率進行比較；

若所測材料的延伸率小于所設定的延伸率，所選取的初始試驗力小于所測薄板材料的彈性極限值；若所測材料的延伸率大于所設定的延伸率，所選取的初始試驗力大于所測薄板材料的彈性極限。

優選地，所述的薄板材料的設定延伸率為所測疲勞試樣的30%。

所述的通過疲勞試驗裝置對疲勞試樣進行夾緊和對中處理具體包括：

對疲勞試樣進行拉拉疲勞試驗時，通過對中裝置對疲勞試樣進行對中處理；

對疲勞試驗進行拉壓疲勞試驗時，首先對疲勞試樣通過防彎曲約束裝置進行防彎曲處理，然后通過對中裝置對疲勞試樣進行對中處理。

本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：