[实用新型]一种单轴压缩防屈曲夹持装置

说明书

本实用新型提供一种单轴压缩防屈曲夹持装置，包括外夹板、内夹板、弹簧压板、螺栓、螺旋弹簧和螺母，外夹板、内夹板及弹簧压板布置有若干螺栓孔，螺栓依次穿经外夹板、内夹板、弹簧压板上的螺栓孔，外夹板与内夹板用于夹持试样，内夹板与弹簧压板用于夹持螺旋弹簧，螺栓套设于螺旋弹簧之中，螺栓的尾端从弹簧压板的螺栓孔穿出后使用螺母锁紧，外夹板，在平行于单轴压缩方向上，布置有一个外状态凹陷部；内夹板，在平行于单轴压缩方向上，布置有一个内状态凹陷部；外状态凹陷部和内状态凹陷部，两者大小、形状均相同，且外夹板与内夹板夹持试样后，两者位置对应或位置重合。本实用新型可以确保存在某个局部区域是严格意义上的单轴压缩状态。

技术领域

本实用新型涉及金属材料力学性能测试领域，具体是一种单轴压缩防屈曲夹持装置。

背景技术

金属材料经过预先加载产生塑性变形，卸载后反向加载，屈服强度降低的现象，称为包申格效应(Bauschinger Effect)，这一现象在1886年由德国工程师Bauschinger首先发现，并被以其名命名，简称为BE(Bauschinger effect)。

传统文献对包申格效应的研究成果，通常都是指在轴向拉压试验条件下的结果，存在两种加载方式：先拉伸-卸载-后压缩，或先压缩-卸载-后拉伸，即T-C加载或C-T加载。试验用的试样也存在两种——圆棒试样和薄板试样，早期研究包申格效应采用的是圆棒试样，随着汽车产业的发展，汽车车身金属用材种类越来越多，且都是薄板，因此，研究金属薄板的包申格效应对零件的冲压成形就显得越来越重要。

由于钢铁厂提供给主机厂的原材料是钢卷或铝卷，无法制作圆棒试样，只能制作薄板的拉伸试样，若用于单轴压缩试验，则容易在厚度方向产生屈曲而失稳，见R.K.Boger报道的“T-buckling,L-buckling,W-buckling”【R.K.Boger,R.H.Wagoner，Continuous,large strain,tension/compression testing of sheet material，InternationalJournal of Plasticity 21(2005)2319–2343】，因而，导致单轴压缩试验失败。

为了防止薄板试样在压缩试验中由于厚度方向的侧向屈曲而失稳，因此，在薄板试样两侧增加防侧向屈曲装置是必要的，有许多的研究学者做了许多有益的尝试。

F.Yoshida在2002年设计了一种拉压试验方法【Fusahito Yoshida,TakeshiUemori,Kenji Fujiwara，Elastic-plastic behavior of steel sheets under in-planecyclic tension–compression at large strain，International Journal ofPlasticity 18(2002)633–659】，由两部分构成，第一，试验试样由多片薄板粘接起来；第二，对试样两侧进行施加夹持钢板，钢板有四个螺栓和弹簧进行连接，夹持力通过弹簧压缩施加，位移则通过引伸计在试验试样侧面测量。

H.Huh在2011年设计了一种防屈曲夹持装置【G.H.BaeH.Huh，Tension/compression test of auto-body steel sheets with the variation of the pre-strain and the strain rate，WIT Transactions on Engineering Sciences,Vol 72，2011】，该夹持装置主要由四块钢板、八个弹簧和螺栓组成，在试验试样的两侧对称布置，夹持力通过弹簧压缩施加，位移测量通过DIC非接触测量系统在试验试样侧面测量。