车身薄板疲劳试验装置及测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种车身薄板疲劳试验装置及测试方法，属于材料疲劳测试领域，所述试验装置包括：对中装置和防弯曲约束装置，对中装置包括立柱和两对中卡块，立柱上设有与夹持夹具对应贴合的基准平面，使疲劳试样中线平行于基准平面；两对中卡块间隔垂直设置于立柱的基准平面上，使疲劳试样对中于试验夹具的中线；所述测试方法包括：选取薄板疲劳试样，测定其静拉伸曲线；对试验力进行标定，并选取初始试验力和设定材料的条件疲劳极限；通过疲劳试验装置对疲劳试样进行对中和防弯曲约束，再经试验机对疲劳试样进行疲劳测试。本发明专利技术通过对中装置和防弯曲约束装置保证试验过程的一致性和减少额外因素对试验结果的影响，提高试验效率和节约试验成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及车身薄板材料疲劳试验
，特别涉及一种，用于开展车身薄板材料拉拉和拉压疲劳试验。
技术介绍
轿车车身普遍采用厚度较小的冷轧或少量热轧薄钢板焊接而成，车身CAE耐久性分析需要车身薄板材料的疲劳试验数据作为数据输入来计算分析。车身薄板在实际工况中的受力状态处于拉拉或拉压两种受力状态，目前对这两种受力工况的试验均采用标准材料试样通过类似楔形的试验夹具在疲劳试验机上进行试验，薄板材料疲劳试验过程中试样失效通常发生在试样侧向边缘处，对于同一批次材料试样虽然试样制作过程中一致性较容易保证，但在试样装夹过程中对中不容易控制，装夹状态不 同，导致同批次各试样受力状态不一致，也会对同一批次试验结果产生影响。在拉压疲劳试验过程中，由于薄板材料易发生弯曲失稳，因此需要对材料试样进行防弯曲约束，防弯曲约束主要是对试样表面法线方向失稳的约束。传统的防弯曲约束主要是对材料样件通过两平面夹板夹持进行纵向固定，但是这种固定方法易影响试样侧向边缘部分的受力状态，并且由于防弯曲夹具在夹持时本身存在横向弯曲变形，导致对试样的纵向约束贴合性不好而使试样的受力状态不均匀，中间受力小，边缘部分受力大，未充分考虑试样与约束间的摩擦力影响，都会对试验过程产生影响；车身薄板普遍塑性较好，塑性好的材料普遍刚性差，在进行疲劳试验测试中不同于刚性好的材料，在试验过程中较难标定，传统方法标定导致试验效率低；塑性好的薄板材料在进行疲劳试验过程中疲劳裂纹扩展不同于刚性强的材料，一旦形成疲劳裂纹将很快扩展至失稳，传统方法缺乏对塑性薄板材料条件疲劳极限的合理确定。
技术实现思路
为了保证车身薄板材料试验过程的一致性和减少额外因素对试验结果的影响，提高试验效率和节约试验成本，本专利技术提供了一种。所述技术方案如下—方面，提供了一种车身薄板疲劳试验装置，所述试验装置包括对中装置和防弯曲约束装置，所述对中装置包括立柱，其上设有与夹持于所述疲劳试样上的两夹具对应贴合的基准平面，用于保持两所述夹具位于同一基准平面上，用于保证疲劳试样的中线与所述基准平面平行；两对中卡块，其垂直设置于所述立柱的基准平面上，两所述对中卡块的自由端分别与位于两夹具之间的疲劳试样的侧面相贴合，使疲劳试样对中于试验夹具的基准平面。所述防弯曲约束装置，其包括两个形状相同的支撑板，用来夹持位于两所述夹具之间的疲劳试样；每个所述支撑板的整个板面长度方向上分别成型一个平面凸台，所述平面凸台分布于所述支撑板的板面中部，用于与疲劳试样的平面相贴合；所述支撑板的两侧面分别设有固定板，用于将疲劳试样夹持固定于两所述支撑板的平面凸台上。优选地，所述支撑板的每一侧各成型有两个固定板，所述固定板是由所述支撑板的两侧面在垂直于疲劳试样拉伸方向上向外延伸而成，所述支撑板两侧的固定板对称于所述支撑板的中线。所述平面凸台的宽度小于疲劳试样应力集中部分的最小宽度。另一方面，还提供了一种车身薄板疲劳测试方法，所述方法包括选取薄板疲劳试样，测定其静拉伸曲线；通过实际材料力学性能对试验力进行标定，并选取初始试验力和设定条件疲劳极限；通过疲劳试验装置对疲劳试样进行夹紧和对中处理,再经试验机对疲劳试样进行疲劳测试。 所述的对试验力进行标定并选取初始试验力，其具体方法如下设定薄板材料的延伸率；根据所测薄板材料的静拉伸曲线确定其延伸率；对所测材料的延伸率与所设定的延伸率进行比较；若所测材料的延伸率小于所设定的延伸率，所选取的初始试验力小于所测薄板材料的弹性极限值；若所测材料的延伸率大于所设定的延伸率，所选取的初始试验力大于所测薄板材料的弹性极限。优选地，所述的薄板材料的设定延伸率为所测疲劳试样的30%。所述的通过疲劳试验装置对疲劳试样进行夹紧和对中处理具体包括对疲劳试样进行拉拉疲劳试验时，通过对中装置对疲劳试样进行对中处理；对疲劳试验进行拉压疲劳试验时，首先对疲劳试样通过防弯曲约束装置进行防弯曲处理，然后通过对中装置对疲劳试样进行对中处理。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是I、本专利技术根据对薄板材料拉拉和拉压疲劳试验过程中根据疲劳试样的形状特点设计相应对中装置，保证疲劳试样装夹过程的一致性，避免疲劳试样承受因装夹对中性不好或者歪曲而产生的附加拉应力对试验结果的影响。2、本专利技术还在薄板拉压疲劳试验过程中采用特殊设计的防弯曲约束装置，防止疲劳试样发生弯曲失稳而不能正常进行试验，该约束装置与疲劳试样采用平面凸台接触，平面凸台经过磨削处理并在安装疲劳试样前涂润滑油，装夹后通过手动拧紧，保持疲劳试样方位的矫正并减少约束装置与疲劳试样间的摩擦力，平面凸台设计减少了传统防弯曲装置自身产生挠度变化对试样纵向约束表面受力不均的影响，该平面凸台有效保证了疲劳试样纵轴部位的集中约束，平面凸台的宽度小于疲劳试样应力集中部分的最小宽度，对疲劳试样侧向边缘部分不产生额外接触应力，同时达到了防弯曲失稳约束的效果。3、本专利技术所提供的测试方法是依据所提供的试样装置，在开展试验前以车身薄板材料静态拉伸曲线为基准，进行初始试验力的标定，避免了传统方法根据材料强度极限进行标定的方法，塑性薄钢板材料自身特点不同于大截面钢材疲劳试验的标定，根据材料塑性的高低，以设定高于或低于弹性极限值作为初始试验力开展试验，提高了试验力标定的效率；考虑了车身薄板塑性材料的应变强化和塑性迟滞效应来设定条件疲劳极限，避免了传统试验方法中对条件疲劳极限的设定过高和不合理产生浪费的情况，进而提高试验效率，节约试验成本。4、试验装置操作简单，便于数量较多的疲劳试样开展高效率试验，其测试方法节约了试验成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 图I为本专利技术所提供的对中装置结构图；图2是图I的左视图；图3为本专利技术所提供的防弯曲约束装置结构图；图4是图3的俯视图；图5为本专利技术拉拉疲劳试样的安装；图6为本专利技术拉拉疲劳试验状态；图7为本专利技术拉压疲劳试样防弯曲约束装置的安装；图8为本专利技术拉压疲劳试样整体的安装；图9为本专利技术拉压疲劳试样的试验状态。图中I-对中装置，11-立柱，12-对中卡块，13-基准平面；2_防弯曲约束装置，21-支撑板,22-平面凸台，23-固定板,24-通孔；3_疲劳试样；4_夹具；5_螺钉。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。本专利技术所提供的车身薄板疲劳试验装置主要由以下几部分组成夹具4、对中装置I和防弯曲约束装置2。其中的夹具4用于夹持疲劳试样3的两端，对中装置I如图I和图2所示，用于在拉拉和拉压疲劳试验过程中安装疲劳试样3，使其对中，并且保证同批次疲劳试样3安装的一致性。对中装置I包括立柱11，其上设有与夹持于疲劳试样3上的两夹具4对应贴合的基准平面13，用于保持两夹具4位于同一基准平面13上，使疲劳试样3的中线平行于立柱11的基准平面13 ；两对中卡块12，其垂直设置于立柱11的基准平面13上，两对中卡块12的自由端分别与位于两夹具4之间的疲劳试样3的侧面相贴合，使疲劳试样3对中于两夹具4的中线。该对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车身薄板疲劳试验装置，其包括对中装置和防弯曲约束装置，其特征在于，所述对中装置包括：立柱，其上设有与夹持于所述疲劳试样上的两夹具对应贴合的基准平面，用于保证疲劳试样的中线与所述基准平面平行；两对中卡块，其间隔并垂直设置于所述立柱的基准平面上，两所述对中卡块的自由端分别与位于两夹具之间的疲劳试样的侧面相贴合，使疲劳试样对中于夹具的中线。

【技术特征摘要】
1.一种车身薄板疲劳试验装置，其包括对中装置和防弯曲约束装置，其特征在于， 所述对中装置包括 立柱，其上设有与夹持于所述疲劳试样上的两夹具对应贴合的基准平面，用于保证疲劳试样的中线与所述基准平面平行； 两对中卡块，其间隔并垂直设置于所述立柱的基准平面上，两所述对中卡块的自由端分别与位于两夹具之间的疲劳试样的侧面相贴合，使疲劳试样对中于夹具的中线。2.根据权利要求I所述的车身薄板疲劳试验装置，其特征在于，所述的防弯曲约束装置包括两个形状相同的支撑板，用于夹持位于两夹具之间的疲劳试样； 每个所述支撑板的整个板面长度方向上分别成型一平面凸台，所述平面凸台分布于所述支撑板的板面中部，用于与疲劳试样的平面相贴合； 所述支撑板的两侧面分别设有固定板，用于将疲劳试样夹持固定于两所述支撑板的平面凸台上。3.根据权利要求2所述的车身薄板疲劳试验装置，其特征在于， 所述支撑板的每一侧各成型有两个固定板，所述固定板是由所述支撑板的两侧面在垂直于疲劳试样拉伸方向上向外延伸而成，所述支撑板两侧的固定板对称于所述支撑板的中线。4.根据权利要求2或3所述的车身薄板疲劳试验装置，其特征在于， 所述平面凸台的宽度小于疲劳试样应力集中部分的最小宽度。5.一种车身薄板疲劳测试...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈云霞，杨旋，李创，
申请(专利权)人：奇瑞汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：