[發明專利]一種汽車板超高強鋼高速拉伸測試夾具及其方法

在審

• 申請號: 202011014834.X
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112113832A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 劉淵媛;董蓓;魏星;彭周;陳園林;陳寅;陳明;黃全偉
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵有限公司
• 主分類號: G01N3/04
• 分類號: G01N3/04;G01N3/08;G01N3/06;G01N1/28
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鐘鋒

本發明公開了汽車板超高強鋼高速拉伸測試夾具，包括傳動桿、上夾具和下夾具，傳動桿下端的連接部與上夾具通過多顆螺絲相連，傳動桿下端的連接部上設有卡槽，上夾具中的上夾塊的上端設有卡口，卡口與卡槽相卡合。方法，將夾具安裝于試驗設備上；根據超高強鋼特性和試驗條件設計相應尺寸及形狀的試樣，邊部打磨至光滑無可見毛刺；于試樣平行段一面均勻噴上一層啞光白底漆，待啞光白底漆干后均勻噴上黑色散斑；將試樣的上夾持段夾在上夾具中，以及將試樣的下夾持段夾在下夾具中；設置試驗儀器相關參數，開始測試，并通過非接觸高速攝像光學應變采集系統采用散斑測量法跟蹤試樣變形過程，獲得高速拉伸性能曲線。提高試驗結果準確性，降低試驗損耗。

技術領域

本發明涉及汽車板測試領域，尤其涉及一種汽車板超高強鋼高速拉伸測試夾具及其方法。

背景技術

隨著國內汽車用鋼品種的逐漸完善，我國汽車工業的發展得到了有力的材料基礎支持，在汽車自主研發的過程中，材料性能的描述及其準確程度是非常重要的考察內容之一。現階段在塑性加工領域中，關于鋼材本構關系中應變率的影響主要集中在0-100s^-1，而針對努力提高車身結構安全性的研究而言，在典型的汽車正面碰撞測試中的應變率最高可達1000s^-1。隨著市場對環保、汽車輕量化、安全性等要求的提高，車身材料超高強鋼的使用率也在不斷提高。結合以上要求，在準靜態拉伸試驗結果的基礎上，高應變率下的試驗研究，對不同應變率下的汽車板超高強鋼的力學性能的研究，成形、碰撞等性能研究都將起到很好的促進作用。因此對汽車板超高強鋼在高應變速率下應力-應變關系的精確測量很重要。目前，高應變速率拉伸試驗有兩種測試方法，即伺服液壓式和霍普金森桿式。

霍普金森桿高速拉伸測試系統一般最大測試速率可達10³s^-1，液壓伺服系統一般最大為10²s^-1。相較于霍普金森桿，液壓伺服系統測試環境更加穩定，測試控制更精確，測得數據也更為可靠，因此多采用液壓伺服高速拉伸測試系統。現有液壓伺服高速拉伸試驗機，最大載荷為50KN，最大試驗速率為20m/s，最大采樣頻率10MHz，最大橫梁位移250mm，其中試樣夾持部位采用上下兩個楔形夾具，下夾具連接載荷傳感器。

在進行汽車板超高強鋼試驗過程中，試樣需夾持在上下兩楔形夾具中，并擰緊兩枚螺絲使得夾具由與傳動桿相連。由于超高強鋼強度過高，試驗沖擊及震蕩較大，極易造成夾具與傳動桿連接處螺紋滑絲，導致夾具或傳動桿連接處報廢，而零備件加工成本較高，產生較大試驗損耗，且高速沖擊震動，會在實驗結果曲線中反應出震蕩，同樣影響測試結果準確性。

試樣的尺寸則會影響試驗震蕩在最終測試曲線中的表現，尺寸過小震蕩會較明顯，尺寸過大則可能超出設備額定載荷，試驗震蕩較大，采用接觸式應變測量應變會收震蕩影響，測試結果不準確。

試樣批量加工往往存在邊部不平、毛刺等問題，拉伸時易造成應力集中，使測試結果不具代表性，測試精度降低，試驗載荷由試驗機采集，應變采集通過外部系統，應變采集的準確性同樣影響測試結果精度。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種汽車板超高強鋼高速拉伸測試夾具及其方法，以克服上述現有技術中的不足。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種汽車板超高強鋼高速拉伸測試夾具，包括從上至下依次布置的傳動桿、上夾具和下夾具，傳動桿下端的連接部與上夾具通過多顆螺絲相連，傳動桿下端的連接部上設有卡槽，上夾具中的上夾塊的上端設有卡口，卡口與卡槽相卡合。

進一步，卡口的截面形狀為T字形，卡槽的截面形狀為T字形。

一種汽車板超高強鋼高速拉伸測試方法，基于汽車板超高強鋼高速拉伸測試夾具，包括如下步驟：

S100、將夾具安裝于試驗設備上；

S200、根據超高強鋼特性和試驗條件設計相應尺寸及形狀的試樣，邊部打磨至光滑無可見毛刺；