[发明专利]测量板材包申格效应的测试试样、测试夹具及测试方法

权利要求书

1.一种测量板材包申格效应的测试试样，其特征在于，包括：

板材；

两个半环形槽，两个所述半环形槽位于所述板材上，两个所述半环形槽对称设置，两个所述半环形槽之间形成夹持区，两个所述半环形槽之外形成作用区；

两个凹槽，两个所述凹槽位于两个所述半环形槽的连接处；

所述凹槽为弧形槽，所述弧形槽处为两个半环形槽的桥部，所述桥部的厚度为1~2mm；

所述作用区设置有若干第一螺钉孔和若干第一销轴孔；所述夹持区设置有若干第二螺钉孔和若干第二销轴孔。

2.一种测量板材包申格效应的测试夹具，其特征在于，包括：

外上夹紧块，所述外上夹紧块中部开设有一号通孔；

外下夹紧块，所述外下夹紧块位于所述外上夹紧块的下端，且所述外下夹紧块中部开设有二号通孔，所述二号通孔与所述一号通孔对应；

内上夹紧块，所述内上夹紧块位于所述一号通孔中，所述内上夹紧块与所述外上夹紧块之间留有第一间隙；

内下夹紧块，所述内下夹紧块位于所述内上夹紧块的下端，且所述内下夹紧块位于所述二号通孔中，所述内下夹紧块与所述外下夹紧块之间留有第二间隙；

将权利要求1所述的一种测量板材包申格效应的测试试样置于所述测试夹具上时，所述测试试样上的半环形槽暴露于所述第一间隙和第二间隙内。

3.根据权利要求2所述的一种测量板材包申格效应的测试夹具，其特征在于：

所述外上夹紧块上设置有若干第三螺钉孔和若干第三销轴孔；

所述外下夹紧块上设置有若干第四螺钉孔和若干第四销轴孔；

若干所述第三螺钉孔和若干所述第四螺钉孔一一对应，且所述第三螺钉孔和所述第四螺钉孔内设置有外连接螺钉，若干所述第三销轴孔和若干所述第四销轴孔一一对应，且所述第三销轴孔和所述第四销轴孔内设置有外连接销轴；

所述内上夹紧块上设置有若干第五螺钉孔和若干第五销轴孔；

所述内下夹紧块上设置有若干第六螺钉孔和若干第六销轴孔；

若干所述第五螺钉孔和若干所述第六螺钉孔一一对应，且所述第五螺钉孔和所述第六螺钉孔内设置有内连接螺钉，若干所述第五销轴孔和若干所述第六销轴孔一一对应，且所述第五销轴孔和所述第六销轴孔内设置有内连接销轴。

4.一种测量板材包申格效应的测试方法，其特征在于，包括步骤：

S1.将权利要求1所述的一种测量板材包申格效应的测试试样夹持于权利要求2~3任意一条所述的一种测量板材包申格效应的测试夹具上，对测试夹具的内上夹紧块、内下夹紧块施加压力，使内上夹紧块、内下夹紧块固定，对测试夹具的外上夹紧块、外下夹紧块施加不同的扭矩，分别记录扭矩、测试试样桥部处的扭转角、扭转角变量；

S2.在不同扭矩下，计算剪切应变和剪切应力；

S3.矫正剪切应变和剪切应力的值；

S4.剔除无效值，得到测试试样最终的包申格效应；

所述剪切应变的计算公式表示为：

；

其中，是桥部处的扭转角，是测试试样中半环形槽的半径，是测试试样中半环形槽的槽宽；

所述剪切应力的计算公式表示为：

；

其中，是施加于测试夹具上的扭矩，是桥部处的厚度，是桥部处的扭转角变量。

5.根据权利要求4所述的一种测量板材包申格效应的测试方法，其特征在于：

所述S3具体为利用有限元模拟拟合，对剪切应变和剪切应力的值进行矫正；

所述S4具体为通过有限元模拟分析，得到测试试样桥部区域的塑性应变分布图，依据塑性应变分布图，剔除测试试样桥部变形中，不在纯剪切变形状态下的数据，得到测试试样最终的包申格效应。