[发明专利]一种金属板材拉压试验装置及试验方法

说明书

本申请属于材料力学性能测试设备领域，具体涉及一种金属板材拉压试验装置及试验方法，试验装置包括夹持组件，所述夹持组件包括第一夹持件和第二夹持件，并分别位于试验件的两侧，第一夹持件设置有第一滚轮，第二夹持件设置有第二滚轮，第一滚轮和第二滚轮夹持抵顶试验件。第一夹持件和第二夹持件夹持于试验件的两侧，给试验件提供支撑，防止试验件在压缩过程中发生屈曲，保障压缩加载实验的成功率。第一夹持件和第二夹持件通过第一滚轮和第二滚轮夹持抵顶试验件的两侧，在试验过程中，试验件表面与夹持组件之间的运动方式为滚动，极大地减小了夹持组件在压缩过程中给试验件的摩擦力，提高了金属板材压缩加载时力学性能的表征精度。

技术领域

本申请属于材料力学性能测试设备领域，具体涉及一种金属板材拉压试验装置及试验方法。

背景技术

近年来，随着新能源汽车、深空探测设备、大型飞机等对于结构轻量化和高性能的重大需求，基于薄壁金属板材成形制造的零部件广泛地应用于上述高端装备制造行业。然而，这些零部件产品的成形制造工艺较为复杂，往往需要经过轧制、冲裁、冲压等多道工序。这些工序中板材的受力状态极其复杂，如何精确地表征金属板材在拉伸、压缩等加载路径下的力学性能，是实现金属板材精密成形制造的关键。

目前，金属板材的拉伸性能测试技术十分成熟，有详细的国家标准。而厚度为0.1～2.0mm的薄壁金属板材试样压缩加载状态下，当轴向压缩力过大时，会突然变弯，失去原来直线形式的平衡状态，即发生了屈曲，导致无法得到板材真实的压缩力学性能。

专利《一种板材压缩性能测试试样、夹具及方法》(专利公告号:CN108693032A)公开了一种适用于薄壁板材压缩性能测试的装置，可以实现较大的变形量，避免薄壁板材在压缩过程中失稳。但是，该发明只能对特定的试样进行压缩测试，无法适用于标准的板材试样，且无法实现拉伸和压缩状态的反复加载。文献(M.G.Lee，J.H.Kim，D.Kim，O.S.Seo，N.T.Nguyen，H.Y.Kim.Anisotropic hardening of sheet metals at elevatedtemperature:tension-compressions test development and validation)提出了一种可以在高温状态下实现压缩加载的防屈曲装置，但是试样与模具之间为面接触，使得实验过程中存在较大的摩擦力，导致测量的压缩力学性能并不精确。同时，此试验装置需要在特定的试验机上进行加载，无法适用于通用的加载试验设备，极大增加了测试的成本。专利《一种板材试样拉伸与压缩循环加载测试用的夹具》(专利公告号:CN 106153448 B)公开了一种可以在万能试验机上进行拉伸和压缩循环加载的夹具，可以实现标准试样拉伸和压缩力学性能的测试，但是夹具与试样之间需要螺栓实现夹紧，使得拉伸和压缩时试样表面存在很大的摩擦阻力，导致无法得到板材在拉伸和压缩时精确的力学性能。总之，上述板材压缩试验方法均不能准确高效地得到不同类型薄壁板材的拉压循环加载的力学性能。针对现有技术方法的各种局限之处，为了准确获得薄壁板材在压缩或拉压循环加载状态下的力学性能，亟需设计一种既能防止板材屈曲又能降低试样表面与夹具间摩擦力的板材拉压试验装置。

发明内容

本申请提供了一种金属板材拉压试验装置及试验方法，以解决上述技术问题中的至少一个。

本申请所采用的技术方案为：

一种金属板材拉压试验装置，包括夹持组件，所述夹持组件包括第一夹持件和第二夹持件，所述第一夹持件位于试验件的一侧，所述第二夹持件位于试验件的另一侧，所述第一夹持件设置有第一滚轮，所述第二夹持件设置有第二滚轮，所述第一滚轮和所述第二滚轮夹持抵顶试验件。

所述第一夹持件包括两个第一夹持架，所述第一夹持架沿拉压方向间隔设置，所述第一夹持架具有相对延伸的第一防曲部，所述第一滚轮设置于所述第一防曲部；

所述第二夹持件包括两个第二夹持架，所述第二夹持架沿拉压方向间隔设置，所述第二夹持架具有相对延伸的第二防曲部，所述第二滚轮设置于所述第二防曲部；