[发明专利]一种利用单向拉伸获得金属板材拉剪复合变形的方法

权利要求书

1.一种利用单向拉伸获得金属板材拉剪复合变形的方法，其特征在于，该方法设计新的试样几何结构，通过金属板材的单轴拉伸在变形区获得拉剪复合变形；所设计的试样特征为带弧形缺口和中心变形区减薄，在中心变形区获得均匀的线性拉剪应变路径，具体包括如下步骤：

（1）设计拉剪变形试样几何结构

单向拉伸试样的板材两侧对称开设上下两组弧形缺口，弧形缺口圆角半径r，单向拉伸试样的中心变形区为圆形，其厚度t减薄，使中心变形区厚度t小于板材厚度T，其中关键几何参数为板材厚度T，弧形缺口半径r，以及中心变形区的直径W、厚度t和过渡圆角半径R，通过调整关键几何参数获得不同的拉剪复合变形路径；

（2）拉剪变形试样测量标定

在试样观测区域表面通过喷漆方式形成随机分布的散斑并将其烘干；

（3）单向拉伸实验

采用配备数字图像捕捉设备的拉伸试验机将试样夹持好，试样开始前进行拍照标定，试样过程中固定时间间隔进行拍照；

（4）变形数值数据处理

利用专业数值图像分析软件对变形进行分析，得到变形的等效应变、厚向应变、应力三轴度数据；

在普通单向拉伸试样基础上，设计不同的弧形缺口半径、中心变形区大小和厚度，得到不同的拉剪复合变形状态，并且增大试样中心变形区，使测量方便。

2.根据权利要求1所述的利用单向拉伸获得金属板材拉剪复合变形的方法，其特征在于，通过调整试样几何参数控制获得不同的拉剪复合应变路径。

3.根据权利要求1所述的利用单向拉伸获得金属板材拉剪复合变形的方法，其特征在于，中心变形区面积增大，使测量方便。

4.根据权利要求1所述的利用单向拉伸获得金属板材拉剪复合变形的方法，其特征在于，通过改变单向拉伸时的加载速率，获得金属板材在准静态到动态加载条件下的拉剪复合变形。

5.根据权利要求1所述的利用单向拉伸获得金属板材拉剪复合变形的方法，其特征在于，在试样中心变形区域进行减薄处理，实现中心变形区均匀变形，实现应变线性增长，保持变形过程中应变比不变。

6.根据权利要求1所述的利用单向拉伸获得金属板材拉剪复合变形的方法，其特征在于，试样在变形过程中，中心变形区不发生转达，保证中心变形区处于线性应变路径。

7.根据权利要求1所述的利用单向拉伸获得金属板材拉剪复合变形的方法，其特征在于，通过单轴拉伸设备进行加载，在试样观测区域表面通过喷漆方式形成随机分布的散斑，获得准确的拉剪变形数据。

8.根据权利要求1所述的利用单向拉伸获得金属板材拉剪复合变形的方法，其特征在于，在静态加载条件下，拉伸设备降低拉伸速率得到所需的低应变速率；在动态加载条件下，拉伸设备提高拉伸速率得到所需的高应变速率。