高強鋼復(fù)雜應(yīng)力測試平臺的制作方法
【專利摘要】高強鋼復(fù)雜應(yīng)力測試平臺由水平方向和垂直方向上的三組加載機構(gòu)，加載機構(gòu)包括油缸、應(yīng)變片、夾頭（或者壓頭），三個方向的加載機構(gòu)可以沿各自的軸向自由移動。工作時，可以對材料進行不同比例下的三向拉伸或壓縮力學(xué)性能測試，能更加客觀準(zhǔn)確地反映材料的力學(xué)性能。
【專利說明】高強鋼復(fù)雜應(yīng)力測試平臺
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高強鋼復(fù)雜應(yīng)力測試平臺，其對材料進行各種應(yīng)力狀態(tài)測試。
【背景技術(shù)】
[0002]在實際工程應(yīng)用中，高強鋼由于其優(yōu)異的性能，故而其服役條件大多處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，傳統(tǒng)的單軸拉伸測試不能完全反映其可能達到的真實力學(xué)性能。對于各向異性和處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的材料，研究其雙向加載方法是該領(lǐng)域重要的研究內(nèi)容。而十字形試件雙向拉伸試驗法最直觀，最能直接反映材料的雙向受力狀態(tài)，是目前最受重視的一種試驗方法。在各向異性板料屈服行為試驗研究的方法中，通過十字形試件進行雙向拉伸試驗是目前研究的熱點。
[0003]但是，隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，像汽車覆蓋件這種構(gòu)成汽車外形的關(guān)鍵零件，一般采用落料、拉深、切邊、翻邊等方法制造，但由于高強度鋼強度高，彎曲回彈變形大，成型性能差于低強度鋼板，所以在這個過程中，板料的變形行為會對材料的尺寸產(chǎn)生很大的影響。因此，如何準(zhǔn)確描述板料的本構(gòu)關(guān)系以及預(yù)測成形缺陷如破裂、起皺、回彈的產(chǎn)生，以便能夠更好的優(yōu)化模具和工藝，那么針對這些行為，如何對成形材料的各向異性進行測試，必將是一項復(fù)雜的過程。為了更客觀地了解高強鋼的真實性能，只有通過對其進行多向加載試驗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了更加客觀的了解高強鋼的力學(xué)性能，本發(fā)明提出:高強鋼復(fù)雜應(yīng)力測試平臺，其特征在于:其由水平方向和垂直方向上的三組加載機構(gòu)組成，加載機構(gòu)包括油缸、應(yīng)變片、夾頭(或者壓頭)，三個方向的加載機構(gòu)可以沿各自的軸向自由移動。工作時，可以對高強鋼進行三軸向拉伸或壓縮力學(xué)性能測試，能更加客觀準(zhǔn)確地反映其的力學(xué)性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0006]下面將結(jié)合附圖描述本發(fā)明。
[0007]如圖1所示，高強鋼復(fù)雜應(yīng)力測試平臺，主要由水平方向和垂直方向上的三組加載機構(gòu)組成，加載機構(gòu)主要由夾頭1、應(yīng)變片2、垂直油缸3和水平油缸4組成。
[0008]成型步驟如下:
[0009]1、首先將要測試的材料加工成適合三軸加載的試樣，然后再六個方向的夾頭上分別貼上應(yīng)變片，以便收集到該材料在在該加載環(huán)境下的應(yīng)變變化。
[0010]2、通過控制4個水平油缸和2個油缸，保證系統(tǒng)三向加載的同步性。
[0011]3、獲得三向加載條件下的應(yīng)力應(yīng)變曲線，通過數(shù)值分析的到該材料不同方向的本構(gòu)方程。
[0012]
[0013]實施例1汽車用高強鋼TRIP600在不同加載路徑下的應(yīng)力應(yīng)變曲線
[0014]本次實例將對先進高強鋼TRIP鋼進行測試，來說明實際的實施過程，同時還可以將此種方法應(yīng)用于其余方面的材料使用。
[0015]首先將需要測試的汽車用的高強度TRIP600鋼板加工成能做三向加載的試樣尺寸，并且要注意區(qū)分試樣軋制方向、垂直軋制方向以及厚度方向。然后采用所提供的復(fù)雜應(yīng)力測試平臺，對材料的三個方向進行載荷控制，制定不同的加載比例，在加載過程中最重要的時候要保持加載主軸與變形主軸始終保持一致。通過夾頭上的應(yīng)變片采集數(shù)據(jù)，得到不同加載路徑下的三向拉伸或壓縮的真實應(yīng)力應(yīng)變曲線。根據(jù)曲線以及不同的屈服準(zhǔn)則，得到該高強度鋼板在不同加載路徑下的硬化指數(shù)以及屈服軌跡，得出相應(yīng)的本構(gòu)方程，然后根據(jù)這些參數(shù)合理的優(yōu)化模具設(shè)計以及載荷的加載速率，從而能夠更好地避免成型缺陷的產(chǎn)生，以保證零件的質(zhì)量。
[0016]實施例2汽車用高強鋼TRIP780在不同加載路徑下的應(yīng)力應(yīng)變曲線
[0017]首先將需要測試的汽車用高強鋼TRIP780鋼板加工成能做三向加載的試樣尺寸，并且要注意區(qū)分試樣軋制方向、垂直軋制方向以及厚度方向。然后采用所提供的復(fù)雜應(yīng)力測試平臺，對材料的三個方向進行載荷控制，制定不同的加載比例，在加載過程中最重要的時候要保持加載主軸與變形主軸始終保持一致。通過夾頭上的應(yīng)變片采集數(shù)據(jù)，得到不同加載路徑下的三向拉伸或壓縮的真實應(yīng)力應(yīng)變曲線。根據(jù)曲線以及不同的屈服準(zhǔn)則，得到該高強度鋼板在不同加載路徑下的硬化指數(shù)以及屈服軌跡，得出相應(yīng)的本構(gòu)方程，然后根據(jù)這些參數(shù)合理的優(yōu)化模具設(shè)計以及載荷的加載速率，從而能夠更好地避免成型缺陷的產(chǎn)生，以保證零件的質(zhì)量。
【權(quán)利要求】
1.一種高強鋼復(fù)雜應(yīng)力測試平臺，其特征是:由水平方向和垂直方向上的三組加載機構(gòu)組成，加載機構(gòu)包括油缸、應(yīng)變片、夾頭，三個方向的加載機構(gòu)沿各自的軸向自由移動。
【文檔編號】G01N3/10GK103674712SQ201310677055
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】李洪洋, 張妍婧, 繆勇, 馬金龍, 李先超 申請人:北京理工大學(xué)