[发明专利]一种钢板包兴格效应系数测量用实验装置

说明书

技术领域：

本发明涉及一种钢板包兴格效应系数测量用实验装置，属于材料性能测试技术领域。

背景技术：

包兴格效应是金属固有的一种特性，它表现为随加载方向不同材料屈服应力降低的现象。比如，拉伸不锈钢板时会得到一个拉伸屈服强度值，然后再反方向压缩，会得到一个压缩屈服强度，但这个压缩屈服强度会小于拉伸屈服强度，这种现象称作包兴格效应，通常把压缩后的屈服强度与拉伸屈服强度的比值称为包兴格效应系数。

受包兴格效应系数影响较大的是板材或者型材的拉弯成形技术。拉弯成形技术广泛用于轨道车辆、工程机械、军舰船舶、航空航天等领域制造大弯曲半径的零部件，准确的包兴格效应系数可以大大提高这些零部件拉弯成形工艺的数值模拟计算精度，对拉弯工艺的模拟优化、成形缺陷分析及控制、最佳工艺参数的确定至关重要。

包兴格效应系数测量的试验过程如下：首先在材料试验机上对一定数量(如10个)的拉伸试样在塑性变形区域内按照不同的延伸率拉伸(如延伸率分别为5％，7％，9％……)，获得相应的拉伸屈服强度值，然后在拉伸后的试样中间部位按照设定的尺寸切割取样(试样一般可取长宽尺寸为35mm×10mm)，把取下的试样用特殊的夹紧装置夹紧后，在材料试验机上压缩，直到材料屈服获得压缩屈服强度值。取压缩屈服强度与其对应的拉伸屈服强度的比值的平均值即为材料的包兴格效应系数。

在压缩屈服强度的测量中，要求试样只发生轴向压缩变形，不能产生弯曲变形，使用普通的试样夹紧装置时，试件在压缩时会产生过早的失稳弯曲，而且金属夹头直接压紧试样侧面产生摩擦等因素的影响，都会限制试样的压缩变形，这些都影响压缩屈服强度测量的准确性。

针对以上问题，本发明提出了一种钢板包兴格效应系数测量用实验装置，巧妙地解决了试样压缩时过早的失稳弯曲及金属夹头摩擦等因素限制试样压缩变形等问题，提高压缩屈服强度测量的准确性。

发明内容：

本发明的上述目的是通过如下方法实现的，现结合附图说明如下：

所述装置见附图1，包含1.压块；2.主体圆筒；3.塑料垫片；4.侧垫片；5.挡销；6.锥形压块；7.锥形环；8.球面托板；9.顶丝等主要部分，10是待压缩试样。首先将球面托板8放入主体圆筒2底部，调整顶丝9把球面托板8顶起到适当的高度，把侧垫片4贴在试样10的两侧，再用两块锥形压块6贴紧，外面套上锥形环7，放入主体圆筒2内的球面托板8上，并下调顶丝9，使锥形环7及试样4等下降的合适的位置，把两个挡销5插入主体圆筒2侧面的孔内，调整顶丝9，升起球面托板8，挡销5挡住锥形环7，通过锥形压块6把试样10夹紧，然后把压块1底面贴上塑料垫片3，放入主体圆筒2上，压块1就通过塑料垫片3压在了试样10上，为压缩试验做好准备，最后把内部装有夹紧试样的主体圆筒2固定在材料试验机上，用试验机的上压头给压块1施加压力，即可测量试样的压缩屈服强度。所述的锥形环7内部带有锥面，锥度和锥形压块6的外锥面相同，两个锥面配合，可以通过锥形压块6把试样夹紧；

所述的压块1上下面平行度高，放入到主体圆筒2内的部分，与圆筒内面精密配合，导向精度高；

本发明具有诸多优点：试样两侧贴上塑料侧垫片后被锥形压块6从两面夹紧，可以有效限制试样受压时失稳弯曲，同时塑料侧垫片具有良好的润滑性，可以显著减小摩擦力对试样压缩变形的影响；锥形环7和锥形压块6通过锥面夹紧试样，夹紧可靠；压块1上下面具有良好的平行度以及其与主体圆筒2具有很高的导向精度，可以确保试样压缩时压力不偏斜，试样被轴向压缩。

附图说明：

图1为装置截面示意图

图中：1.压块；2.主体圆筒；3.塑料垫片；4.侧垫片；5.挡销；6.锥形压块；7.锥形环；8.球面托板；9.顶丝；10.压缩试件

图2-5为装置安装过程图

具体实施方式：

结合附图所示进一步说明本发明的内容及其具体实施方式。