[发明专利]一种金属板材面外剪切性能测试方法

权利要求书

1.一种金属板材面外剪切性能测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：从厚度为t的金属板材上加工出长度为H、宽度为W的矩形毛坯；

步骤S2：在矩形毛坯一侧沿厚度方向加工出宽度为h₁、深度t₁＝t/2的矩形槽，矩形槽底部圆角半径为r，整个矩形槽贯穿矩形毛坯的宽度方向；

步骤S3：采用同样的方式，在矩形毛坯厚度方向的另一侧，相距对侧矩形槽h₂的位置处，加工出宽度为h₃，其中h₃＝h₁，深度t₂＝t/2，底部圆角半径为r的另一个矩形槽；

步骤S4：面外剪切试样在两个对侧加工的矩形槽之间形成了一个长度为h₂的剪切变形区；

步骤S5：所述面外剪切试样的剪切变形区表面喷涂黑白相间的随机散斑；

步骤S6：完成面外剪切试样与防转动夹具的装配，夹持于通用拉伸试验机的通用夹具上进行面外剪切实验；

步骤S7：用先进的三维数字散斑动态应变测量设备对剪切变形区进行应变测量，得到面外剪切试样变形过程中的应变，通过将力-位移曲线转换成剪应力-应变曲线，其中F为变形过程中的剪切力，W为面外剪切试样的宽度，h₂为剪切变形区的长度，从剪应力-应变曲线中得到金属板材的面外剪切强度、面外剪切断裂应变的力学性能。

2.根据权利要求1所述的一种金属板材面外剪切性能测试方法，其特征在于，所述步骤S3中，两个矩形槽之间的剪切变形区长度h₂与金属板材的厚度t之间的比值必须满足：其中分别为材料的拉伸强度和剪切强度。

3.根据权利要求1所述的一种金属板材面外剪切性能测试方法，其特征在于，所述步骤S6中，所述防转动夹具包括左上夹板、右上夹板、左下夹板、右下夹板，其中所述左上夹板和所述右上夹板通过两个螺栓预紧组成上夹具，所述左下夹板和所述右下夹板通过两个螺栓预紧组成下夹具，采用上夹具和下夹具分离式结构减小面外剪切试样变形过程中上夹具、下夹具与剪切变形区的摩擦。

4.根据权利要求3所述的一种金属板材面外剪切性能测试方法，其特征在于，所述左上夹板、所述右上夹板、所述左下夹板、所述右下夹板都为T型结构，所述左上夹板、所述右上夹板、所述左下夹板、所述右下夹板试样夹持部分宽度均等于面外剪切试样宽度。

5.根据权利要求4所述的一种金属板材面外剪切性能测试方法，其特征在于，所述左上夹板和所述右下夹板具有相同的结构和尺寸，所述右上夹板和所述左下夹板具有相同的结构和尺寸。

6.根据权利要求5所述的一种金属板材面外剪切性能测试方法，其特征在于，所述右上夹板的高度比左上夹板高h₁+h₂，所述左下夹板的高度比右下夹板高h₂+h₃。