[发明专利]薄规格高强度汽车用钢纯弯曲试验系统及测试方法

权利要求书

1.一种薄规格高强度汽车用钢纯弯曲试验系统，其特征在于：包括两套对称布置的夹具(10)、一个力传感器(20)及一套激光位移测试装置(40)；每套所述夹具(10)均包括夹具本体(11)、固定在所述夹具本体(11)工作侧底部的挡板(12)及开设在所述夹具本体(11)工作侧的连接槽(13)，一套所述夹具(10)的连接槽(13)与另一套所述夹具(10)的连接槽(13)呈相对布置；一套所述夹具(10)的夹具本体(11)与所述力传感器(20)相连作为固定端，另一套所述夹具(10)的夹具本体(11)与液压设备(30)相连作为运动端；

所述激光位移测试装置(40)包括滑道(41)、设置在滑道(41)上的n个激光位移测距仪(43)及设置在滑道(41)上的n+1个弹簧(42)，且n为奇数；所述滑道(41)的一端穿过一套所述夹具(10)挡板(12)的贯穿孔(14)，所述滑道(41)的另一端穿过另一套所述夹具(10)挡板(12)的贯穿孔(14)；

n个所述激光位移测距仪(43)等距且对称的设置在位于两个所述挡板(12)内侧面(18)之间的滑道(41)上，每相邻两个所述激光位移测距仪(43)之间、靠近所述挡板(12)的激光位移测距仪(43)与所述挡板(12)内侧面(18)之间均通过所述弹簧(42)连接；

所述连接槽(13)的槽口(17)宽度≥50mm，且所述连接槽(13)槽口上沿以上工作侧侧面(15)相对于槽口下沿以下工作侧侧面(15)向外偏移距离d为3～6mm；所述连接槽(13)内型面包括斜面(131)、一边与所述斜面(131)底边相连的第一段弧面(132)、一边与所述第一段弧面(132)另一边相连的第二段弧面(133)及底边与所述第二段弧面(133)另一边相连的第三段弧面(134)；所述斜面(131)的顶边与所述连接槽(13)的槽口(17)上沿相连，且所述斜面(131)与槽口上沿工作侧侧面(15)的夹角α为135°～150°；所述第一段弧面(132)与所述斜面(131)相切，所述第一段弧面(132)的圆心和所述第二段弧面(133)的圆心均位于所述连接槽(13)内部，所述第一段弧面(132)的半径为R1、所述第一段弧面(132)的圆心角为θ1、所述第二段弧面(133)的半径为R2、所述第二段弧面(133)的圆心角为θ2，且R2≥1.8×R1、θ1＝α、θ2＜90°；所述第三段弧面(134)的顶边与所述槽口(17)下沿相连，且所述第三段弧面(134)的圆心位于槽口下沿以下工作侧侧面(16)上且所述第三段弧面(134)的半径R3为1～1.5mm。

2.根据权利要求1所述薄规格高强度汽车用钢纯弯曲试验系统，其特征在于：每个所述挡板(12)的内侧面(18)与位于所述连接槽(13)槽口下沿以下工作侧侧面(16)平齐，且一套所述夹具(10)挡板(12)贯穿孔(14)的孔底面与另一套所述夹具(10)挡板(12)贯穿孔(14)的孔底面在同一水平面上。

3.根据权利要求1所述薄规格高强度汽车用钢纯弯曲试验系统，其特征在于：每个所述弹簧(42)的劲度系数K≤1×10⁵N/m，且每个所述弹簧(42)长度均相等。

4.一种如权利要求1所述薄规格高强度汽车用钢纯弯曲试验系统测试方法，其特征在于：所述测试方法包括如下步骤：

1)安装试样并采集数据

1a)将试样(50)的一端插入一套夹具(10)的连接槽(13)内，试样(50)的另一端插入另一套夹具(10)的连接槽(13)内，并将试样导圆角的过渡弧朝上；

1b)开启液压设备(30)进行加载，试样在连接槽(13)内自动向上弯曲，记录每一时刻t₀的加载力值F₀，每一时刻t₀对应的作为运动端夹具位移S₀和每一时刻t₀对应的每一个激光位移测距仪的挠度△₁、△₂、△₃、△₄……△_n；

1c)直到试样断裂自动停机，或者根据约定停机条件停机，约定停机条件包括约定的作为运动端夹具位移、约定的加载力值或者约定的试样弯矩；

2)根据需要进行数据调用和后处理

2a)根据每一时刻对应的加载力值和位移计算所有时刻的F-S曲线；

2b)调用任意时刻t的△_1-t、△_2-t、△_3-t、△_4-t……△_n-t，通过调用的数据得到△_t-X曲线，其中X是激光位移测距仪所在位置的动态坐标点，原点为位于两个挡板内侧面之间的滑道中心位置，进一步拟合所有时刻对应的试样弯曲形状；

3c)根据△_i-t计算试样第i个激光位移测距仪的弯矩M-位移S曲线，i为激光位移测距仪的编号，i＝1,2,3……n，其中M的计算公式为M＝F×△_i-t。