金属板材冲击拉伸装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种金属板材冲击拉伸装置，包括试样夹持组件和试样，试样夹持组件包括：一固定支座，包括一定位部和一自由端，所述试样置于该固定支座上，定位部与试样的第一端部固定；一活动冲击挡块，置于固定支座的自由端上，其包含一定位部，定位部侧向延展出侧翼，定位部与试样的第二端部固定；一对上压板，其中一上压板与试样的第一端部以及固定支座的定位部固定连接，另一上压板与试样的第二端部以及活动冲击挡块的定位部固定连接，本实用新型专利技术的优点：具有夹持平稳的特点，避免了原先夹持系统容易打滑或销孔变形的缺陷，弹性变形区域粘贴的应变片保证了试验结果的量值可靠性，动态加载系统更为灵活。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种金属材料力学性能测试装置，特别涉及一种金属板 材冲击拉伸装置。
技术介绍
在现有技术中，拉伸试验是用来获取材料的强度与塑性性能，从而指导新材料、新工艺的研发与使用。然而，国内外基于GB/T228《金属材料 室温拉伸试验方法》与其等效的IS0、 DIN、 ASTM等标准开展的拉伸试验， 同属于加载应变速率低于10—1 /s的准静态试验方法，不足以表征材料在 高应变速率，如冲击、碰撞或爆炸瞬时的材料响应特性。另一方面，以双相钢、TRIP钢为代表的先进高强度钢板(AHSS)及其加 工制造工艺已在车身设计中占据了举足轻重的地位，成为乘用车轻量化发 展的选材趋势。由于此类钢种构成骨架结构的主体，因此实际使用环境中， 特别是行驶条件下的材料响应直接决定了乘用车的安全性能。故而建立高 应变速率加载甚至冲击加载试验装置与方法，对于高附加值AHSS钢板的 研发与使用至关重要。目前，针对材料动态性能评价及其相关的动态加载试验技术，国内外 并无现行有效的标准。液压高速拉伸试验机与弹性压杆法成为两类较为流 行的试验方案，弹性压杆法根据应力波产生与传递的机制又分为"块-杆" 系与"杆-杆"系两个分支。液压高速拉伸试验机构造复杂，购置运行成本昂贵，由于机械配合与 油源补偿的制约尚无法在较高应变速率水平开展试验，如10Vs水平及以 上。此外，高速加载条件下试验机对载荷、位移信号的同步采集依然是其 技术推广的瓶颈。压杆试验方案通过对弹性波在杆杆间传递所产生的"入 射波"、"反射波"与"透射波"波谱分析得到材料的动态响应特性。该 方法试验条件简洁且可获得较高的加载速率，然而繁琐复杂的解谱算法与量值溯源制约了工业化的普及。结合试验机法与压杆法的优点， 一系列改良型的试验方案相继公开。中国专利公开号02252726. 5《一种拉伸冲击试验机》公开了一种利用 摆锤式冲击试验机对塑料等软延性材料进行冲击拉伸的试验装置。通过测 定试验前后锤臂的摆角可直接获得试样的拉伸破断能，并测量试样断裂伸 长率。该技术同时公开了实施冲击拉伸时采用一端固定钳口装夹试 样，另一端活动钳口连接试样且可由试验机U形摆锤敲击后飞出，对试样 施加冲击拉伸载荷。由于其采用的夹持方式为机械啮合式静摩擦接触夹 持，对软延性低强度材料有效。针对AHSS等高强金属板材而言，钳口机 械啮合压入量的不足显然会增大冲击拉伸时，夹持打滑的现象。更为重要 的是，这一技术并未涉及冲击拉伸试验时对试样载荷信号的测量，不足以 定量评价金属板材动态加载的响应特性。中国专利公开号01232902.9《一种高应变率冲击拉伸试验装置》公开 了一种分离式的"杆-杆"系动态加载试验方法，通过在入射杆前设置一 根金属短杆作为"牺牲导入杆"对入射弹性波进行波形调制，克服了传统 压杆技术弹性波发生机制不易调节的局限。然而从技术原理上看，这一技 术依然属于典型的压杆试验方法，不可避免地存在通过应变片测量弹性波 并依靠波谱分析获得试验结果这一测量途径所需要的量值溯源性开销。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种金属板材冲击拉伸装置，具有夹持平稳的 特点，从根本上消除了采用机械啮合式夹持方式易于打滑，而采用拉销式夹 持方式易于发生销孔变形的现象。此外，通过在一二级台阶之间的弹性变形 区域粘贴应变片可实现对冲击拉伸加载过程中弹性应力波的记录，保证了试 验结果的量值可靠性。通过改变锤臂的初始仰角与设计试样平行部位的长度， 可获得相应的加载应变速率，使动态加载系统具有较强的灵活性。本技术的技术方案 一种金属板材冲击拉伸装置，包括试样夹持组 件和试样，所述试样夹持组件包括一固定支座，包括一定位部和一自由端，所述试样置于该固定支座上， 定位部与试样的第一端部固定；一活动冲击挡块，置于固定支座的自由端上，其包含一定位部，定位部侧向延展出侧翼，定位部与试样的第二端部固定；一对上压板，其中一上压板与试样的第一端部以及固定支座的定位部固 定连接，另一上压板与试样的第二端部以及活动冲击挡块的定位部固定连接。优选地，所述试样两端为加载部，中央为试验部，加载部与试验部之间 为测量部；所述加载部分别侧向延展与活动冲击挡块的侧翼相对应，且与测 量部之间形成双肩台；所述加载部分别侧向延展与固定支座相配合，且与测量部之间形成双肩台.所述固定支座的定位部和自由端之间为一长条形导向台，导向台与试样 的双肩台对应的位置设置有一向上延展的双侧传力壁；试样一端的测量部嵌 在双侧传力壁之间，该端的双肩台与双侧传力壁相配合；所述活动冲击挡块上与试样的双肩台对应的位置设置有一向上延展的双 侧传力壁，试样另一端的测量部嵌在双侧传力壁之间，该端的双肩台与双侧 传力壁相配合；活动冲击挡块底部还开有一滑动导向槽，其与导向台配合滑 动。优选地，还包括两片应变片，分别贴于试样靠近固定支座端的测量部的 上下表面；固定支座上设有一导线槽，与固定支座配合的上压板上也设有一 导线槽，所述两片应变片的导线分别穿过其中。优选地，还包括一试验基座，固定式支座与其刚性连接。 优选地，所述夹持组件各部件的宽度小于等于活动式冲击挡块(2)的侧翼 的宽度。优选地自由端与活动冲击挡块的相结合高度等于定位部的高度。 优选地，其中一上压板、试样一端的加载部、固定支座定位部上均开有 四个相匹配的同心定位孔、三者通过紧固螺母依次连接；另一上压板、试样 另一端的加载部、活动冲击挡块定位部上均开有四个相匹配的同心定位孔， 三者通过紧固螺母依次连接。本技术由于采用了以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下 优点和积极效果具有夹持平稳的特点，避免了原先夹持系统容易打滑或销 孔变形的缺陷。弹性变形区域粘贴的应变片保证了试验结果的量值可靠性。动态加载系统更为灵活。附图说明图1为本技术的利用摆锤式冲击试验机加载原理图。图2为本技术的U型锤套示意图。图3为本技术的试样夹持组件装配示意图。图4为本技术的试样、固定支座及活动冲击挡块装配示意图。图5为本技术的固定支座主视图。图6为图5的俯视图。图7为本技术的活动冲击挡块主视图。图8为图7的俯视图。图9为图7的左视图。图10为本技术的上压板主视图。图11为图10的俯视图。图12为本技术的拉伸试样示意图。图中，l固定支座，2活动冲击挡块，4试样，5应变片，6试验基座，7 U型锤套，101导向台，102双侧传力壁，103定位孔，104导线槽，105定位 部，201滑动导向槽，202双侧传力壁，203定位孔，204侧翼，205定位部， 30、 31上压板，301定位孔，302导线槽，401加载部，402测量部，403试验 部，404定位孔，405测量部，406加载部。具体实施方式如图1， 3， 4所示，本实施例包括一试样夹持组件。其包括一固定支座1， 一活动冲击挡块2和一对上压板30、 31，用于对试样4的固定。如图5， 6所示，固定支座l包括一长条形导向台101和一定位部105， 定位部105上开有四个定位孔103，导向台101与定位部105之间的连接处 设有向上伸展的一双侧传力壁102，试样4一端的测量部402嵌入其中，固 定支座1上还设有一导线槽104。如图7， 8， 9所示，活动冲击挡块2包括一双侧传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属板材冲击拉伸装置，包括试样夹持组件和试样（４），其特征在于：　所述试样夹持组件包括：　一固定支座（１），包括一定位部（１０５）和一自由端，所述试样（４）置于该固定支座（１）上，定位部（１０５）与试样（４）的第一端部固定； 　一活动冲击挡块（２），置于固定支座（１）的自由端上，其包含一定位部（２０５），定位部（２０５）侧向延展出侧翼（２０４），定位部（２０５）与试样（４）的第二端部固定；　一对上压板（３０、３１），上压板（３０）与试样（４）的第一端 部以及固定支座（１）的定位部（２０５）固定连接，上压板（３１）与试样（４）的第二端部以及活动冲击挡块（２）的定位部（２０５）固定连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：方健，孙国强，黄伟东，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]