[发明专利]一种基于十字形试验件的双向拉伸试验标定调试方法

说明书

本发明公开了一种基于十字形试验件的双向拉伸试验标定调试方法，该方法包括以下步骤：在十字形试验件的特定位置粘贴应变花，利用应变花计算得到该粘帖位置的剪切应变，通过调节作动器或其他连接构件，在弹性范围内，使切应变的数值变化规律及数值基本一致，此时可认为该试验件存在较小的附加载荷。在此基础上，可按一般力学试验对数据清零后加载，即标定完成。该调试方法所用设备简单，易于实施，能够达到较优的标定效果，适用于准静态试验或疲劳试验等动态试验前的标定调试。

技术领域

本发明属于工程材料物理性能试验技术领域，尤其涉及一种基于十字形试验件的双向拉伸试验标定调试方法。

背景技术

材料在复杂应力状态下的力学性能会表现出复杂性，相比于单轴试验，双轴试验可以用来获得材料更真实的力学参数或响应。一般而言，双轴试验的加载形式有很多种，其中最直观的为基于十字形试样的双向拉伸试验。

目前针对这种双向拉伸试验即无标准的试验件，也无标准的试验流程可以参考。与单轴试验相比，双轴加载的难点在于两个方向上力的协调控制，这也对实际加载前的标定调试提出了更高的要求。无论是标定调试还是协调加载，其根本目的是为了保证试验精度，而目前主要是靠试验机的精度以及试验件装夹来保证的，这种处理方法即未充分考虑双轴加载的难点，也无法定量进行标定调试，容易使试验件出现附加的面内弯矩或者扭矩。对于十字形试验件的加载情况，除双向拉伸力产生的拉应力外，会在局部区域产生切应力，在理想状况下，十字形试验件中心区的切应力水平应远小于正应力，若不经过标定调试就直接进行试验，会造成实验数据不准确、结果现象错误或不明显等问题。为了减少或消除这种附加载荷，获得更准确的材料数据或试验现象，规范试验流程、设计新的标定调试方法就十分有必要。

一般来说，对于十字形试验件，其中心区域为观测区域，无论是通过接触式的应变片测量还是非接触的光测，都需要保留其中心区域的空间，因此在调试中不能对中心区域造成影响或占用中心区域的空间位置。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提供一种基于十字形试验件的双向拉伸试验标定调试方法，用于双向拉伸试验中对试验件标定调试，使其承受的附加载荷水平尽可能低。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于十字形试验件的双向拉伸试验标定调试方法，该方法包括以下步骤：

(1)在十字形试验件特定位置粘贴应变花，将所述应变花与动态应变仪连接，将所述十字形试验件按需求连接紧固于专用夹具；

(2)进行准静态下等比例载荷加载，利用所述应变花实时计算所粘贴位置的切应变，通过调节作动器或其它连接构件，使所述切应变的数值变化规律及数值基本一致；

(3)此时认为所述十字形试验件存在符合要求的附加载荷，即标定完成。

其中，在步骤(1)中，在十字形试验件特定位置粘贴应变花应满足下列要求：

(1.1)所述特定位置应靠近所述十字形试验件中心且在所述加载过程中应产生切应变；

(1.2)所述特定位置应按所述十字形试验件的对称轴对称布置且距其中心距离相同。

其中，在步骤(2)中，使所述切应变的数值变化规律及数值基本一致根据以下方法调节：

(2.1)当对应方向上的切应变值小于或大于预设值，则通过调节作动器或其他连接构件相应的增大或减小该方向上的载荷值；

(2.2)当所述切应变数值恒定后，卸载后再加载，重复该过程，直到所述应变花所测的切应变数值在所述加载过程中保持基本一致。

其中，所述应变花所测的切应变数值在所述加载过程中保持基本一致满足以下条件：各应变片测量曲线的拟合直线斜率最大差值不超过其平均值的M％，M根据实际需要设置。