[实用新型]高强度金属材料的剪切试件

说明书

技术领域

本实用新型涉及属于材料力学性能测试与表征领域，用于汽车、航空等行业，具体涉及一种高强度金属材料的剪切试件。

背景技术

在材料的力学性能中，剪切试验是其性能指标的重要组成部分之一，剪切试验的可靠性直接影响到材料的剪切模量，剪切应力应变以及剪切失效等性能。较理想的剪切试验数据可以通过采用圆棒材进行扭转获得，但这种方法较为复杂，且对平板材料不适用，同时较难应用于动态试验中。目前高强金属所采用的板材剪切试件在试验过程中的剪切状态稳定性较差，较难维持比较稳定的剪切应力状态，导致在高强材料力学表征尤其是材料断裂表征时出现较大误差，结果可靠性低。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的高强度金属材料的剪切试件。

为解决以上技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种高强度金属材料的剪切试件，包括沿所述试件的长度方向依次分布的固定段和拉伸段，所述固定段和拉伸段分别用于与拉伸试验机的夹持端和拉伸端固定连接，所述试件还包括用于连接所述固定段和拉伸段的试验段，所述固定段的一端设有容纳凹槽、另一端用于与所述拉伸试验机的夹持端固定连接，所述拉伸段的一端位于所述容纳凹槽内、另一端用于与所述拉伸试验机的拉伸端固定连接，位于所述容纳凹槽内的所述拉伸段的二侧对称设有所述试验段且所述拉伸段分别通过二侧的所述试验段与所述固定段固定连接。

进一步地，设有所述试验段的拉伸段的二侧分别与各自对应侧的容纳凹槽的槽壁相平行。

更进一步地，设有所述试验段的拉伸段的二侧分别与各自对应侧的容纳凹槽的槽壁的间距为0.5mm~2mm。

进一步地，所述固定段的所述一端的端面与所述试验段的二侧面均平行。

进一步地，所述试验段的长度为2mm~10mm。

进一步地，所述试件的厚度为0.5mm~2mm。

进一步地，所述试件为对称件，并以延伸方向与所述试件的长度方向一致的试件中心线为对称轴。

进一步地，所述试件为一体成型平板件。

进一步地，所述容纳凹槽包括矩形凹槽一部及槽口由所述凹槽一部向所述固定段的所述另一端延伸且逐渐变小的凹槽二部，所述拉伸段包括一端位于所述凹槽一部内的矩形拉伸段本体及形成在所述拉伸段本体的所述一端且沿所述拉伸段本体的长度方向向所述凹槽二部内延伸的拉伸段延伸部，所述试验段分别设置在所述拉伸段本体的二侧且二侧所述试验段分别与各自对应侧的所述凹槽一部的槽壁固定连接。

更进一步地，所述固定段包括一端设有所述容纳凹槽的固定段本体及形成在所述固定段本体的另一端并沿所述固定段本体的长度方向延伸的固定段延伸部，所述固定段延伸部与所述拉伸试验机的夹持端固定连接。

由于上述技术方案的实施，本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

本实用新型的剪切试件结构简单，试验方便，剪切试验采用本实用新型剪切试件，剪切应力状态稳定高，结果可靠。

附图说明

图1为本实用新型的剪切试件的结构示意图。

图2为有限元仿真分析所得局部剪切应力分布结果；

图3为从有限元分析结果中所提取出试验段的应力三轴度随时间的变化曲线。

图中：1、固定段；11、固定段本体；12、固定段延伸部；2、拉伸段；21、拉伸段本体；22、拉伸段延伸部；3、试验段；4、容纳凹槽；41、凹槽一部；42、凹槽二部。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型作进一步描述。

如图1所示，一种高强度金属材料的剪切试件，包括沿试件的长度方向依次分布的固定段1和拉伸段2，固定段1和拉伸段2分别用于与拉伸试验机的夹持端和拉伸端固定连接，该试件还包括用于连接固定段1和拉伸段2的试验段3，固定段1的一端设有容纳凹槽4、另一端用于与拉伸试验机的夹持端固定连接，拉伸段2的一端位于容纳凹槽4内、另一端用于与拉伸试验机的拉伸端固定连接，位于容纳凹槽4内的拉伸段2的二侧对称设有该试验段3且拉伸段2分别通过二侧的试验段3与固定段1固定连接。该试件为一体成型平板件。

设有试验段3的拉伸段2的二侧分别与各自对应侧的容纳凹槽4的槽壁相平行，且设有试验段3的拉伸段2的二侧分别与各自对应侧的容纳凹槽4的槽壁间的间距D1为0.5mm~2mm，此间距也是试验段3的宽度大小。