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導(dǎo)讀

人類文明的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步同金屬材料關(guān)系十分密切，種類繁多的金屬材料已成為人類社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，例如新能源汽車采用鐵、銅、鋅、鉻和碳鋼等金屬材料，側(cè)面反應(yīng)出金屬材料應(yīng)用的深度和廣度是衡量一個(gè)國家發(fā)展程度和反映國家綜合實(shí)力的重要指標(biāo)。

對(duì)金屬材料進(jìn)行力學(xué)性能、疲勞可靠性等測試與研究，對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析、質(zhì)量控制、失效分析都非常重要。金屬材料所應(yīng)具備的主要力學(xué)性能決定了材料的應(yīng)用范圍，安全可靠性和使用壽命。舉個(gè)例子來說，轎車A柱作為事故碰撞中全車受力點(diǎn)最為重要的部件，A柱的制造鋼材強(qiáng)度直接決定了汽車的安全程度，進(jìn)而直接影響了駕乘人員的生命安全。從各大汽車廠商的主力車型碰撞測試可以看到它們各自的技術(shù)水平和用料好壞，是否減配一目了然。綜合上述情況我們可以選擇熱成型鋼，根據(jù)IS0 6892-1-2016和GB/T 228.1-2021測試金屬材料的性能，使用高夾持力的液壓平推夾具，配合SSG50-10H引伸計(jì)采用應(yīng)變速率控制方法，對(duì)高強(qiáng)度鋼進(jìn)行了拉伸試驗(yàn)。下面介紹島津試驗(yàn)機(jī)在金屬材料方面的夾具與應(yīng)用。

GB/T 36024-2018 薄板和薄帶十字形試樣

雙向拉伸試驗(yàn)方法簡介

在實(shí)際工程中大量采用了金屬薄板和薄殼結(jié)構(gòu)，其大多是雙向受力構(gòu)件。研究結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變、極限承載能力等，均需要準(zhǔn)確和全面的材料性能數(shù)據(jù)，特別是應(yīng)變與應(yīng)力的關(guān)系數(shù)據(jù)。由于多方面的原因（單向拉伸的變形能力不夠，不同應(yīng)力狀態(tài)對(duì)材料力學(xué)行為有不同的影響等因素），迫切需要適宜的能反映復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的雙向拉伸試驗(yàn)方法。因此根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 36024-2018,在不使用雙軸試驗(yàn)機(jī)的情況島津可以用電子萬能試驗(yàn)機(jī)配合鏈接型雙向拉伸試驗(yàn)夾具，通過電子萬能試驗(yàn)機(jī)移動(dòng)橫梁施加壓力，對(duì)十字形試樣進(jìn)行拉伸，并保證十字夾頭位移率恒定，同步性高。

GB/T 36024

•應(yīng)力-應(yīng)變曲線

•屈服應(yīng)力

十字拉伸試驗(yàn)夾具

•夾具線性導(dǎo)軌保證位移順暢 

•橫梁移動(dòng)施加載荷

應(yīng)變測量裝置

•實(shí)時(shí)直接測量試樣變形

圖1：金屬薄板十字雙向拉伸試驗(yàn)曲線

包辛格效應(yīng)研究與測試

為了減輕交通工具的能量消耗，使用較薄的高強(qiáng)度鋼設(shè)計(jì)車身作為減輕重量的一種方法。但在使用高強(qiáng)度鋼時(shí)，沖壓成形后容易產(chǎn)生回彈等形狀缺陷，修改制造模具所需的時(shí)間和成本過高是一個(gè)問題。一般金屬材料的力學(xué)參數(shù)（默認(rèn)值）預(yù)先記錄在CAE分析中使用的沖壓成形模擬分析軟件中，并且可以使用這些值進(jìn)行簡單的分析。如果使用默認(rèn)值直接進(jìn)行模擬分析不進(jìn)行修正，結(jié)果與沖壓成形產(chǎn)品的實(shí)際形狀尺寸會(huì)出現(xiàn)較大差異。為了獲得高精度的沖壓成形擬合度，利用島津萬能試驗(yàn)機(jī)和包辛格效應(yīng)測試夾具，對(duì)高強(qiáng)度鋼板進(jìn)行了平面內(nèi)反向加載試驗(yàn)。包辛格效應(yīng)測量夾具可以附加專用的接觸式引伸計(jì)SG-50-50，能夠精確測量試樣中產(chǎn)生的應(yīng)變。除此以外，此套測試夾具也可配合相應(yīng)的電阻片式應(yīng)變儀測試其樣品應(yīng)變值進(jìn)行單軸拉伸試驗(yàn)與面內(nèi)反向加載試驗(yàn)，分別獲得材料相關(guān)性能數(shù)據(jù)。通過所得數(shù)據(jù)對(duì)部件進(jìn)行 CAE 分析。

包辛格效應(yīng)測試

•金屬鋼板平面內(nèi)反向加載試驗(yàn)

測試目的

•正反向加載應(yīng)力-應(yīng)變曲線和雙向屈服強(qiáng)度

包辛格夾具

•機(jī)械螺釘鎖緊試樣

•搭配接觸式引伸計(jì)等變形測量儀

應(yīng)變mm

板厚：1.4mm

試驗(yàn)方法：超過屈服點(diǎn)后拉伸至3mm，反方向壓縮至變形量0mm循環(huán)重復(fù)三次。第一次拉伸對(duì)于屈服點(diǎn)A壓縮到0mm后的第2次以后的屈服點(diǎn)B正在下降。（包辛格效應(yīng)）

圖2：包辛格試驗(yàn)曲線和簡介

其他金屬材料測試夾具

結(jié)語

以上介紹了島津試驗(yàn)機(jī)在金屬材料行業(yè)主要夾具；島津標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)機(jī)，試驗(yàn)載荷從 1 N到600KN不等，可適應(yīng)各種樣品，如金屬、橡膠、塑料、復(fù)合材料、金屬、木材、玻璃陶瓷等材料的板、棒、線、繩等樣品。島津夾具設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)還可以根據(jù)特殊需求和標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)定制夾具，以滿足材料行業(yè)客戶需求，一方面提高材料的研究深度和應(yīng)用廣度，另一方面助推產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)，實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展。島津試驗(yàn)機(jī)以百年技術(shù)積累與經(jīng)驗(yàn)，為您提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品與服務(wù)。

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