一种薄板纯弯曲试验夹具制造技术

本实用新型专利技术公开了金属材料成形性能测试领域的一种薄板纯弯曲试验夹具，以解决目前纯弯曲试验难以有效模拟的问题。它由结构形式完全一致的上夹具系统和下夹具系统组成，上、下夹具系统主要由固定支座、旋转轴、旋转夹具组成，固定支座为凹字形，固定支座底部开有连接拉伸试验机的安装孔，固定支座开口竖边分别开有对称的螺栓孔；旋转轴穿过螺栓孔和圆环形旋转夹具中心孔，将旋转夹具固定在固定支座开口竖边之间并可绕旋转轴自由旋转；旋转夹具为圆环结构，圆环上开有定位孔和试样槽，试样槽与圆环半径方向一致，定位孔垂直于对应的试样槽。本实用新型专利技术巧妙设计了旋转夹具的随动特性，成功解决了夹具约束带来的附加应力和应力集中问题。

A test fixture for pure bending of thin plates

The utility model discloses a thin sheet pure bending test fixture in the field of metal material forming performance testing, so as to solve the problem that the current pure bending test is difficult to be effectively simulated. The upper and lower fixture system is composed of fixed support, rotating shaft and rotary fixture. The fixed support is a concave shape. The bottom of the fixed support is equipped with an installation hole connecting the tensile test machine, and the fixed support is opened with a symmetrical bolt hole on the vertical edge of the fixed support. The rotating shaft passes through the bolt hole and circular rotary fixture center hole. The rotating jig is fixed to the vertical edge of the fixed support and rotates freely around the rotating shaft; the rotary fixture is a ring structure with a positioning hole and a sample slot on the ring, and the sample slot is in the same direction as the radius of the ring, and the positioning hole is perpendicular to the corresponding sample slot. The utility model cleverly designs the servo characteristics of the rotary fixture, and successfully solves the additional stress and stress concentration problem caused by the fixture constraint.

【技术实现步骤摘要】
一种薄板纯弯曲试验夹具
本技术涉及金属材料成形性能测试领域的一种薄板纯弯曲试验夹具。
技术介绍
弯曲试验能够反映材料冷弯成形性能，它与材料在生产过程中的受力状况非常相似。纯弯曲试验和传统弯曲试验有较大不同，纯弯曲试验是指材料的所受载荷为纯弯曲载荷，不受剪切应力的影响，而传统三点弯曲试验在受弯矩的载荷同时，试样还要承受无法克服的剪切应力影响。因此，怎么样消除剪切应力的影响又不引入其它新的应力是纯弯曲试验的核心所在。目前纯弯曲试验主要有二种：1、对弯曲试样进行轴向压缩，但是试样夹具对试样的约束会造成试样在夹具钳口处应力集中，导致试样提前在夹具钳口处断裂；2、四点弯曲，中间两点施力点的作用导致产生的剪应力相互抵消，中间的两个施力点区间内制造出纯弯曲的受力状态，但是该方法比较适用于挠度较小、刚性较大的试样，可以近似认为试样受力状况为纯弯曲。但是对于刚性较小的薄规格钢板，在受力作用下试样变形较大，几何近似条件不复存在，仍然会受到来自夹具约束的干扰，并不能等效为纯弯曲载荷。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种薄板纯弯曲试验夹具。本技术的技术方案是这样实现的：一种薄板纯弯曲试验夹具，由结构形式完全一致的上夹具系统和下夹具系统组成，上、下夹具系统主要由固定支座、旋转轴、旋转夹具组成，所述固定支座为凹字形，固定支座底部开有连接拉伸试验机的安装孔，固定支座开口竖边分别开有对称的螺栓孔；所述旋转轴穿过螺栓孔和圆环形旋转夹具中心孔，将旋转夹具固定在固定支座开口竖边之间并可绕旋转轴自由旋转；所述旋转夹具为圆环结构，圆环上开有定位孔和试样槽，试样槽与圆环半径方向一致，定位孔垂直于对应的试样槽，工作时弯曲试样的一端插入试样槽中，用压紧螺栓旋入定位孔中，将弯曲试样顶住，通过上夹具系统和下夹具系统相对施压完成纯弯曲试验。优选的，圆环周围每间隔120°开有一组定位孔和试样槽，三个试样槽厚度不同，可适用于不同厚度的薄规格试样。优选的，所述三个试样槽厚度分别为1.0mm、2.0mm和3.0mm，分别适用于0～1mm、1～2mm、2～3mm的薄规格试样。本技术巧妙设计了旋转夹具的随动特性，成功解决了夹具约束带来的附加应力和应力集中问题，试验全程只有试验机轴向的应力，完全避免了剪切应力的产生，而且适用性广，针对0.5～3.0mm的试样均设计有相应的试样槽，基本可以满足不同厚度的薄规格高强钢板试验需要。附图说明图1是本技术结构示意图。图2是固定支座结构示意图。图3是旋转夹具示意图。图中，1-固定支座；2-旋转轴；3-旋转夹具；4-弯曲试样；5-安装孔；6-螺栓孔；7-定位孔；8-试样槽；9-压紧螺栓。具体实施方式下面结合附图作进一步描述：如图1、图2、图3所示，一种薄板纯弯曲试验夹具，由结构形式完全一致的上夹具系统和下夹具系统组成，上、下夹具系统主要由固定支座1、旋转轴2、旋转夹具3组成，所述固定支座1为凹字形，固定支座1底部开有连接拉伸试验机的安装孔5，固定支座1开口竖边分别开有对称的螺栓孔6；所述旋转轴2穿过螺栓孔6和圆环形旋转夹具3中心孔，将旋转夹具3固定在固定支座1开口竖边之间并可绕旋转轴2自由旋转；所述旋转夹具3为圆环结构，圆环周围每间隔120°开有一组定位孔7和试样槽8，试样槽8与圆环半径方向一致，定位孔7垂直于对应的试样槽8，工作时弯曲试样4的一端插入试样槽8中，用压紧螺栓9旋入定位孔7中，将弯曲试样4顶住，通过上夹具系统和下夹具系统相对施压完成纯弯曲试验，所述三个试样槽8厚度分别为1.0mm、2.0mm和3.0mm，分别适用于0～1mm、1～2mm、2～3mm的薄规格试样。本技术安装完成后，将弯曲试样4放入相应的试样槽8中，并用压紧螺栓9顶紧，即可开始试验。试验过程中，随着上下夹具系统之间的距离逐渐缩小，弯曲试样4发生弯曲，旋转夹具3会随着弯曲试样4端部的旋转而发生随动旋转，试样槽8的深度方向与弯曲试样4末端始终保持重合，这样就可以消除由于夹具约束带来的附加应力和应力集中现象，不存在附加剪切应力的干扰，整个试验过程可认为只有弯矩载荷的作用，通过试验机传感器可以测得力-位移的曲线，从而得到该材料的弯曲强度和弯曲特征曲线。具体操作步骤如下：1、将固定支座1通过安装孔5固定在普通拉伸试验机上，上夹具系统固定在试验机横梁上，下夹具系统固定在试验机工作台上；2、旋转轴2分别穿过固定支座1的螺栓孔6和旋转夹具3的中心孔，保证旋转夹具3能够自由绕旋转轴2转动；3、根据不同厚度弯曲试样4的厚度选取合适试样槽8，选定后，将试样一端插入试样槽8中，并用压紧螺栓9顶紧；4、旋转上端的旋转夹具3，使之垂直，调整试验机横梁的高度将弯曲试样4的下端按同样的办法安装好；5、启动拉伸试验机使试样存在较小的预压力，同时人为干预让弯曲试样向一侧微小弯曲，以免使弯曲试样4双向失稳；6、启动拉伸试验机，使横梁以较慢速度向下移动，记录力-位移信号。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄板纯弯曲试验夹具，其特征在于：它由结构形式完全一致的上夹具系统和下夹具系统组成，上、下夹具系统主要由固定支座、旋转轴、旋转夹具组成，所述固定支座为凹字形，固定支座底部开有连接拉伸试验机的安装孔，固定支座开口竖边分别开有对称的螺栓孔；所述旋转轴穿过螺栓孔和圆环形旋转夹具中心孔，将旋转夹具固定在固定支座开口竖边之间并可绕旋转轴自由旋转；所述旋转夹具为圆环结构，圆环上开有定位孔和试样槽，试样槽与圆环半径方向一致，定位孔垂直于对应的试样槽，工作时弯曲试样的一端插入试样槽中，用压紧螺栓旋入定位孔中，将弯曲试样顶住，通过上夹具系统和下夹具系统相对施压完成纯弯曲试验。

【技术特征摘要】
1.一种薄板纯弯曲试验夹具，其特征在于：它由结构形式完全一致的上夹具系统和下夹具系统组成，上、下夹具系统主要由固定支座、旋转轴、旋转夹具组成，所述固定支座为凹字形，固定支座底部开有连接拉伸试验机的安装孔，固定支座开口竖边分别开有对称的螺栓孔；所述旋转轴穿过螺栓孔和圆环形旋转夹具中心孔，将旋转夹具固定在固定支座开口竖边之间并可绕旋转轴自由旋转；所述旋转夹具为圆环结构，圆环上开有定位孔和试样槽，试样槽与圆环半径方向一致，定位孔垂直于对应的试样槽，工作...

【专利技术属性】
技术研发人员：余立，魏星，周少云，陈明，彭文杰，刘渊媛，陈寅，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42