[发明专利]一种高强度金属板材的剪切试验装置及试验方法

说明书

本发明公开了一种高强度金属板材的剪切试验装置及试验方法，剪切试验装置主要包括：上模板，其一侧设有第一凹槽，其一端连接上模柄；下模板，其一侧设有第二凹槽，其一端连接有下模柄，上模板和下模板可拆卸地拼接，第一凹槽和第二凹槽拼合形成试样放置槽；压块组件，设于试样放置槽内，并与上模板和下模板可拆卸地连接；上模板侧面开设有第一限位螺孔，第一限位螺孔内穿设有第一限位螺钉，下模板的侧面开设有第二限位螺孔，第二限位螺孔内穿设有第二限位螺钉。该剪切试验装置及试验方法能够避免在剪切过程中金属板材试样发生滑移和偏转，提高试验结果准确性，能够灵活地调节剪切宽度，适用于不同厚度的金属板材试样。

技术领域

本发明涉及高强度金属板材成型技术领域，具体而言，涉及一种高强度金属板材的剪切试验装置及试验方法。

背景技术

近年来，随着高强度金属材料成型技术的发展，高强度金属板材(如高强度钢板和钛合金板等)在工业制造中得到越来越广泛的应用。金属板材在成型过程中会经历连续变化的塑性大变形，这种不断变化的应力路径使金属微观结构发生很大的改变，进而影响金属板材的力学性能，特别是对后续冲压成型等加工的质量有较大影响。因此，研究金属板材在变化的应变路径下的力学行为在工程实际应用中改进成型工艺、提升成型质量具有重要意义。

简单剪切试验可用于测试金属板材的塑性力学性能，特别是对于正反向加载，相比拉伸压缩试验，正反向简单剪切能保证金属板材产生较大塑性变形而不发生塑性失稳，并能保持厚度尺寸不发生明显改变。

目前简单剪切试验装置主要通过夹紧板材左右区域并作相对剪切运动来使中间区域产生简单剪切变形。对于高强度或者较厚的金属板材，在剪切变形过程中可能因为夹紧力不够而出现金属板材试样滑移和偏转等情况，而一味增大夹紧力不仅会增加金属板材试样安装与拆卸难度，还可能导致变形区域边缘厚度方向变形甚至提前断裂，最终影响对金属板材简单剪切加载下力学性能的准确表征。而且，现有的剪切试验装置不能够灵活地调节剪切宽度，无法适用于不同宽度的金属板材试样。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种高强度金属板材的剪切试验装置及试验方法，以至少解决现有的高强度金属板材剪切试验装置在剪切过程中金属板材试样容易出现滑移和偏转，导致试验可靠性和试验结果准确性不高的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种高强度金属板材的剪切试验装置，该剪切试验装置包括：

上模板，上模板上设有第一凹槽，上模板的一端连接有上模柄；

下模板，下模板上设有第二凹槽，下模板的一端连接有下模柄，上模板和下模板可拆卸地拼接在一起，第一凹槽和第二凹槽拼合形成用于放置高强度金属板材试样的试样放置槽；

压块组件，设于试样放置槽内，并与上模板和下模板可拆卸地连接，以将试样的两边分别压紧固定在第一凹槽内和第二凹槽内；

上模板的侧面开设有第一限位螺孔，第一限位螺孔内穿设有用于对试样的一侧进行限位的第一限位螺钉，下模板的侧面开设有第二限位螺孔，第二限位螺孔内穿设有用于对试样的另一侧进行限位的第二限位螺钉。

进一步地，第一凹槽的底面上开设有与第一限位螺孔相连通的第一半圆形凹槽，第二凹槽的底面上开设有与第二限位螺孔相连通的第二半圆形凹槽，压块组件的底面开设有分别与第一半圆形凹槽和第二半圆形凹槽相匹配的第三半圆形凹槽。

进一步地，上模板和下模板均呈L型，上模板和下模板拼接形成矩形，上模板包括相互连接的第一连接臂和第一试样固定臂，上模柄连接在第一连接臂上，下模板包括相互连接的第二连接臂和第二试样固定臂，下模柄连接在第二连接臂上，第一试样固定臂与第二连接臂之间以及第二试样固定臂与第一连接臂之间均通过导柱可拆卸地连接。