[发明专利]焊接态多层金属复合材料界面拉-剪疲劳试样及试验方法

权利要求书

1.焊接态多层金属复合材料界面拉-剪疲劳试样，该试样用于夹持固定在疲劳试验机的两个夹持端之间进行多层金属复合材料待检测界面（3）的拉-剪疲劳测试，其特征在于：所述的试样呈长方体形结构，包括左右平行设置的至少两个金属层（1），至少两个金属层（1）沿长方体形结构的厚度方向左右依次设置，且每相邻两个金属层（1）之间均通过焊接固定，所述长方体形试样的长度为疲劳试验机两个夹持端之间的间距，宽度为30~40mm，在试样长度方向的中部还加工有两个矩形凹槽（2），两个矩形凹槽（2）分别开设在长方体形试样长度方向的左右两侧，且上下交错设置，矩形凹槽（2）平行于试样的宽度方向设置，且贯穿试样的整个宽度方向，两个矩形凹槽（2）沿竖直方向上的宽度一致，且均为5~10mm，每个矩形凹槽（2）在长方体形试样厚度方向上的开设深度直至多层金属复合材料的待检测界面处，而上下交错设置的两个矩形凹槽（2）之间的竖直间距为待检测界面（3）左右两侧的两个金属层（1）中厚度较薄的金属层（1）厚度的1.5倍。

2.根据权利要求1所述的焊接态多层金属复合材料界面拉-剪疲劳试样，其特征在于：所述试样的长度不小于250mm。

3.利用权利要求1所述的焊接态多层金属复合材料界面拉-剪疲劳试样进行试验的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、采用经过焊接工艺评定合格的工艺方法对至少两个金属层（1）进行焊接，之后，切除焊接连接板，制得多层金属复合材料，备用；

步骤二、采用机械加工方式对步骤一制得的多层金属复合材料进行加工，制得多个长度与疲劳试验机两个夹持端之间的间距一致，宽度为30~40mm，且待检测界面（3）的左右两侧分别加工有一个矩形凹槽（2）的拉-剪疲劳试样；

步骤三、随机选取至少一个步骤二制得的拉-剪疲劳试样，将拉-剪疲劳试样长度方向的两端分别夹装在疲劳试验机的两个夹持端上，分别对每个选取的拉-剪疲劳试样进行拉-剪疲劳测试，测得多个单一拉剪强度，之后，取多个单一拉剪强度的平均值作为试样拉剪强度；

步骤四、根据步骤三测得的试样拉剪强度，选定多个大小不同的应力值，将步骤三完成随机选择后剩余的多个拉-剪疲劳试样按照已选定的应力值的个数平均分为多个应力测试组，备用；

步骤五、将步骤四多个应力测试组中的每个拉-剪疲劳试样分别夹裝在疲劳试验机上，对其进行拉-剪疲劳测试，测试过程中，采用载荷控制的方式，设定频率为15Hz，利用正弦波进行实时监测，记录每个拉-剪疲劳试样的循环次数，并测得指定循环次数下的拉-剪疲劳极限， 根据测定的数值结果，即可做出焊接态多层金属复合材料的界面拉-剪疲劳S-N曲线。

4.根据权利要求3所述的焊接态多层金属复合材料界面拉-剪疲劳试验方法，其特征在于：在步骤一中，所述切除焊接连接板的方式为机械加工方式。

5.根据权利要求3所述的焊接态多层金属复合材料界面拉-剪疲劳试验方法，其特征在于：在步骤四中，所述选定的应力值的个数至少为四个。

6.根据权利要求3所述的焊接态多层金属复合材料界面拉-剪疲劳试验方法，其特征在于：在步骤四中，所述选定的应力值的数值范围为试样拉剪强度的0.1-0.8倍。

7.根据权利要求3所述的焊接态多层金属复合材料界面拉-剪疲劳试验方法，其特征在于：在步骤四中，所述每个应力测试组中拉-剪疲劳试样的个数为2~3个。