[發明專利]一種動態拉伸限制變形量裝置及使用方法

在審

• 申請號: 202210038080.4
• 申請日: 2022-01-13
• 公開（公告）號: CN114354360A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 蔡志輝;張德良;趙鑫;王尚坤;馬立峰
• 申請（專利權）人: 太原科技大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/04
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 龍濤

本發明公開了一種動態拉伸限制變形量裝置及使用方法，屬于動態變形領域，其包括自上至下依次設置的上夾具、魚骨拉伸試樣和下夾具；上夾具與下夾具配合夾持魚骨拉伸試樣；魚骨拉伸試樣上依次設定有可變側骨、連接段和不變側骨；下夾具上設置有與可變側骨、連接段和不變側骨一一對應設置的可變凹槽、連接凹槽和固定凹槽，不變側骨與固定凹槽配合；可變凹槽與可變側骨之間預設有一定間隙，以滿足連接段的拉伸變形。本發明實現了動態拉伸不同變形量實驗，解決應變速率過快難以定量研究先進高強鋼的缺點，并且本發明的上下夾具和魚骨拉伸試樣制備都較為簡單，具有很高的實用性。

技術領域

本發明屬于動態變形領域，具體涉及一種動態拉伸限制變形量裝置及使用方法。

背景技術

為了實現汽車輕量化，節能環保和安全性的目標，先進高強鋼成為各國學者的研發熱點之一。先進高強鋼作為重要的汽車安全結構材料，應具有良好的抗碰撞能力，即在高應變速率(汽車行駛過程中發生撞擊時其變形速率為10²～10³s^-1)變形下具備較高的能量吸收能力。故當前各大汽車廠在進行關鍵部件選材及結構設計時，十分關注材料在實際服役碰撞時的力學性能指標(如強塑積)，并充分考慮動態變形下(應變速率10^-1s^-1)的變形規律及機制。

但目前對于動態變形的研究，大多是通過對比初始組織和終態組織，揭示動態變形中存在的增塑機制；而對動態變形過程中的顯微組織結構和增塑機制的演變規律，由于應變速率過快難以定量研究，無法確定增塑機制對初始組織的作用過程及機理，從而難以對初始組織進行優化設計。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案為：

一種動態拉伸限制變形量裝置，包括自上至下依次設置的上夾具、魚骨拉伸試樣和下夾具；所述上夾具與所述下夾具配合夾持所述魚骨拉伸試樣，以防止所述魚骨拉伸試樣在厚度方向運動；

所述魚骨拉伸試樣上依次設定有可變側骨、連接段和不變側骨；

所述下夾具上設置有與所述可變側骨、連接段和不變側骨一一對應設置的可變凹槽、連接凹槽和固定凹槽，其中，所述不變側骨與所述固定凹槽配合，以實現對所述魚骨拉伸試樣在長度方向的固定；

所述可變凹槽與所述可變側骨之間預設有一定間隙，以滿足所述連接段的拉伸變形。

進一步地，所述上夾具設置有觀察口，用于觀察連接段的變形過程。

進一步地，所述魚骨拉伸試樣的兩端分別設置有第一夾持段和第二夾持段，其中，所述第一夾持段位于所述可變側骨的一側。

進一步地，所述連接段為平行段；所述可變側骨為長方形結構，所述可變側骨靠近所述第一夾持段的一側邊緣與所述第一夾持段之間設置有兩個對稱的彎曲部。

進一步地，所述彎曲部為向中心彎曲的圓弧。

進一步地，所述下夾具設置有多個與所述可變側骨、所述連接段和所述不變側骨一一對應的凸臺，其中，與所述可變側骨、所述連接段和所述不變側骨一一對應的多個凸臺之間形成可變凹槽、連接凹槽和固定凹槽。

進一步地，與所述可變側骨對應的凸臺邊緣與所述可變側骨的邊緣之間預設有一定的距離。

進一步地，所述魚骨拉伸試樣的厚度與所述可變凹槽、連接凹槽和固定凹槽的深度一致。

一種用于動態拉伸限制變形量的使用方法，采用上述任一項所述的動態拉伸限制變形量裝置，所述使用方法包括以下步驟：

S10、將魚骨拉伸試樣的第一夾持段、第二夾持段與拉伸機固定；

S20、在外載荷作用下，魚骨拉伸試樣的平行段被拉長；當凸臺邊緣與可變側骨接觸時，平行段變形結束；隨后，魚骨拉伸試樣的圓弧承受應力，最終斷裂；