一種變厚板等截面積單向拉伸實(shí)驗(yàn)試樣的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于連續(xù)變厚板（Variable Thickness Rolled Blanks, VRB)過渡區(qū)材料 性能測試領(lǐng)域，具體涉及一種變厚板等截面積單向拉伸試驗(yàn)試樣的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的材料性能試驗(yàn)中，主要包括單向拉伸、單向壓縮、雙向拉伸試驗(yàn)，與之相對(duì) 應(yīng)的應(yīng)力場分別是單向拉力、單向壓力、雙向拉力。單向拉伸試驗(yàn)可以研宄材料在不同應(yīng)力 狀態(tài)下的反應(yīng)，不論對(duì)于全面認(rèn)識(shí)材料性能還是指導(dǎo)材料力學(xué)的科研與應(yīng)用都具有較為重 要的意義。
[0003] 隨著我國汽車保有量的增加，汽車用材也隨之增加，當(dāng)代汽車用材中用的最多的 便是鋼板。傳統(tǒng)的車用板材是等厚的，因?yàn)槠渚哂休^多的優(yōu)點(diǎn)，例如：加工工藝成熟，制備 相對(duì)較為簡單等，另一方面，等厚板也具有較為突出的缺點(diǎn)，尤其是在提出汽車輕量化的概 念之后，等厚板盡管能滿足強(qiáng)度剛度等要求，但很難實(shí)現(xiàn)輕量化的目的。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā) 展，新的板材制造工藝不斷出現(xiàn)，近年來，激光拼焊板、連續(xù)變厚板相繼出現(xiàn)，這樣的板材既 能滿足汽車輕量化的要求，也可以滿足汽車對(duì)板材強(qiáng)度和剛度的要求。但問題也隨之而來， 對(duì)于等厚板來說，等厚板單向拉伸試驗(yàn)的試樣已經(jīng)有相應(yīng)的國標(biāo)《GB/T_228-2010_金屬材 料_拉伸試驗(yàn)_室溫試驗(yàn)方法》。在國標(biāo)中，對(duì)于試樣的尺寸給出了相當(dāng)詳細(xì)的描述。而對(duì) 于變厚板，由于其存在一個(gè)過渡區(qū)，所以單向拉伸試樣的制備不同于等厚板單向拉伸試驗(yàn) 試樣的制備，卻也沒有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)來指導(dǎo)變厚板單向拉伸試驗(yàn)試樣的制備。
[0004] 對(duì)于變厚板單向拉伸試驗(yàn)試樣的制備，很多學(xué)者已經(jīng)做出了大量的研宄，如張華 偉《乳制差厚板成形性能研宄》，李艷華《影響TRB單向拉伸的幾何參數(shù)研宄》。但做出的試 樣其變形還是不能集中到過渡區(qū)，在拉伸試驗(yàn)剛開始時(shí)刻，試樣的變形便集中在薄區(qū)，因此 對(duì)于獲取過渡區(qū)的材料性能有很大的阻礙，綜上，亟需提出一種變厚板單向拉伸試驗(yàn)試樣 制備的新方法，解決現(xiàn)有變厚板單向拉伸試驗(yàn)試樣存在的問題，使其變形盡量集中在過渡 區(qū)，這樣更加有利于獲得過渡區(qū)的材料性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有變厚板單向拉伸試驗(yàn)試樣存在的不足，提出一種過渡區(qū)等截面積 試樣的制備方法。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種變厚板等截面積單向拉伸 試驗(yàn)試樣的制備方法，具體包括以下步驟：
[0007] 步驟1、對(duì)整塊變厚板厚度分布進(jìn)行測量，包括厚區(qū)厚度、薄區(qū)厚度以及過渡區(qū)厚 度；
[0008] 步驟2、參照等厚板單向拉伸試驗(yàn)試樣的制備標(biāo)準(zhǔn)，即《GB/T_228-2010金屬材料 拉伸試驗(yàn)室溫試驗(yàn)方法》設(shè)計(jì)變厚板單向拉伸試驗(yàn)試樣的夾持區(qū)長度、夾持區(qū)寬度以及夾 持區(qū)到第一平行段的過渡圓角半徑；
[0009] 步驟3、選定厚區(qū)的第一平行段的寬度；
[0010] 步驟4、選定厚區(qū)的第一平行段寬度之后，計(jì)算出相應(yīng)的截面積，即：標(biāo)距寬度換 為厚區(qū)的第一平行段寬度乘以相應(yīng)的厚度；
[0011] 步驟5、在步驟4中確定了相應(yīng)的截面積后，用截面積除以另一側(cè)薄區(qū)的厚度得到 相應(yīng)的另一側(cè)薄區(qū)的第一平行段的寬度；
[0012] 根據(jù)截面積相等計(jì)算出另一側(cè)薄區(qū)的第一平行段的寬度；
[0013] 步驟6、選定厚區(qū)的第二平行段的寬度；
[0014] 步驟7、選定厚區(qū)的第二平行段寬度之后，計(jì)算出相應(yīng)的截面積，即：第二平行段2 寬度乘以相應(yīng)的厚度；
[0015] 步驟8、在步驟7中確定了相應(yīng)的截面積后，用截面積除以另一側(cè)的薄區(qū)厚度得到 相應(yīng)的另一側(cè)薄區(qū)的第二平行段的寬度；
[0016] 步驟9、根據(jù)以上步驟確定的尺寸，確定過渡區(qū)寬度連續(xù)變化的等截面積變厚板單 向拉伸試樣整體的外形尺寸。
[0017] 進(jìn)一步地本發(fā)明還提供了一種變厚板等截面積單向拉伸試驗(yàn)試樣的制備方法，其 具體包括以下步驟：
[0018] 步驟1、對(duì)整塊變厚板厚度分布進(jìn)行測量，包括厚區(qū)厚度、薄區(qū)厚度以及過渡區(qū)厚 度；
[0019] 步驟2、參照等厚板單向拉伸試驗(yàn)試樣的制備標(biāo)準(zhǔn)，即《GB/T_228-2010金屬材料 拉伸試驗(yàn)室溫試驗(yàn)方法》設(shè)計(jì)變厚板單向拉伸試驗(yàn)試樣的夾持區(qū)長度、夾持區(qū)寬度以及夾 持區(qū)到第一平行段的過渡圓角半徑；
[0020] 步驟3、選定薄區(qū)的第一平行段的寬度，
[0021] 步驟4、選定薄區(qū)的第一平行段的寬度后，計(jì)算出相應(yīng)的截面積，即：薄區(qū)的第一 平行段的寬度乘以相應(yīng)的厚度；
[0022] 步驟5、在步驟4中確定了截面積后，用截面積除以另一側(cè)的厚區(qū)厚度得到相應(yīng)的 另一側(cè)厚區(qū)的第一平行段的寬度；
[0023] 步驟6、選定薄區(qū)的第二平行段的寬度；
[0024] 步驟7、選定薄區(qū)的第二平行段寬度之后，計(jì)算出相應(yīng)的截面積，即：薄區(qū)的第二 平行段2寬度乘以相應(yīng)的厚度；
[0025] 步驟8、在步驟7中確定了相應(yīng)的截面積后，用截面積除以另一側(cè)厚區(qū)的厚度得到 相應(yīng)的另一側(cè)厚區(qū)的第二平行段的寬度；
[0026] 步驟9、根據(jù)以上步驟確定的尺寸，確定過渡區(qū)標(biāo)距連續(xù)變化的等截面變厚板單向 拉伸試樣整體的外形尺寸。
[0027] 本發(fā)明的有益效果在于：在做單向拉伸試驗(yàn)時(shí)，試樣能夠盡量在過渡區(qū)內(nèi)發(fā)生變 形，以達(dá)到可以較為準(zhǔn)確測定過渡區(qū)材料力學(xué)性能的目的，同時(shí)該方法制備的試樣成本低， 合格率高，利用該試樣進(jìn)行試驗(yàn)，極大地提高了試驗(yàn)成功率和試驗(yàn)的效率。
【附圖說明】
[0028] 圖1變厚板不意圖；
[0029] 圖2變厚板厚區(qū)、薄區(qū)以及過渡區(qū)厚度測量圖；
[0030] 圖3試樣各區(qū)域示意圖；
[0031] 圖4變厚板等截面單向拉伸試驗(yàn)試樣幾何尺寸圖；
[0032] 圖5等截面積試樣過渡區(qū)上點(diǎn)的應(yīng)力-塑性應(yīng)變圖；
[0033] 圖6 -般試樣過渡區(qū)上點(diǎn)的應(yīng)力-塑性應(yīng)變圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 以下將結(jié)合說明書附圖1-6和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明。
[0035] 本發(fā)明提供了一種變厚板等截面積單向拉伸試驗(yàn)試樣的制備方法，其具體包括以 下步驟：
[0036] 步驟1、對(duì)整塊變厚板厚度分布進(jìn)行測量：厚區(qū)厚度、薄區(qū)厚度以及過渡區(qū)厚度， 該實(shí)施例中用到的變厚板板料整體尺寸為l〇〇〇*400mm。
[0037] 如圖1所示為整塊變厚板，其包括厚區(qū)、薄區(qū)以及過渡區(qū)。該步驟中對(duì)整塊變厚板 板料要截取試樣的厚度分布進(jìn)行測量，用到的測量工具是卡規(guī)，為保證測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性， 在薄區(qū)、厚區(qū)以及過渡區(qū)均采用多點(diǎn)測量，再求平均值的方法。
[0038] 如圖2所示：測量厚區(qū)和薄區(qū)厚度時(shí)沿軋制方向及垂直軋制方向分別等間距取5 個(gè)點(diǎn)，兩點(diǎn)間距為5mm，測量每個(gè)點(diǎn)處的厚度值，測量過渡區(qū)厚度時(shí)在兩邊分別等間距取5 個(gè)點(diǎn)，兩點(diǎn)間距為5mm，測量每個(gè)點(diǎn)的厚度值測量完后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最終得到變厚板厚區(qū) 厚度即：厚區(qū)13個(gè)點(diǎn)求平均值為I. 85mm，薄區(qū)厚度即薄區(qū)13個(gè)點(diǎn)求平均值為I. 1mm，過渡 區(qū)厚度編號(hào)1、2、3、4、5每個(gè)對(duì)應(yīng)上下兩個(gè)點(diǎn)求平均的過渡區(qū)厚度分布如下表（從厚區(qū)依次 到薄區(qū)）：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種變厚板等截面積單向拉伸試驗(yàn)試樣的制備方法，其具體包括以下步驟： 步驟1、對(duì)整塊變厚板厚度分布進(jìn)行測量，包括厚區(qū)厚度厚區(qū)厚度、薄區(qū)厚度以及過渡 區(qū)厚度； 步驟2、參照等厚板單向拉伸試驗(yàn)試樣的制備標(biāo)準(zhǔn)，即《GB/T_228-2010金屬材料拉伸 試驗(yàn)室溫試驗(yàn)方法》設(shè)計(jì)變厚板單向拉伸試驗(yàn)試樣的夾持區(qū)長度、夾持區(qū)寬度以及夾持區(qū) 到第一平行段（1)的過渡圓角半徑； 步驟3、選定厚區(qū)的第一平行段（1)的寬度； 步驟4、選定厚區(qū)的第一平行段（1)寬度之后，計(jì)算出相應(yīng)的截面積，即：通過厚區(qū)的第 一平行段（1)寬度乘以相應(yīng)的厚度； 步驟5、在步驟4中確定了相應(yīng)的截面積后，用截面積除以另一側(cè)薄區(qū)的厚度得到相應(yīng) 的另一側(cè)薄區(qū)的第一平行段（1)的寬度； 步驟6、選定厚區(qū)的第二平行段（2)的寬度； 步驟7、選定厚區(qū)的第二平行段（2)寬度之后，計(jì)算出相應(yīng)的截面積，即：第二平行段 (2)寬度乘以相應(yīng)的厚度； 步驟8、在步驟7中確定了相應(yīng)的截面積后，用截面積除以另一側(cè)的薄區(qū)厚度得到相應(yīng) 的另一側(cè)薄區(qū)的第二平行段（2)的寬度； 步驟9、根據(jù)以上步驟確定的尺寸，確定過渡區(qū)寬度連續(xù)變化的等截面積變厚板單向拉 伸試樣整體的外形尺寸。
2. -種變厚板等截面積單向拉伸試驗(yàn)試樣的制備方法，其具體包括以下步驟： 步驟1、對(duì)整塊變厚板厚度分布進(jìn)行測量，包括厚區(qū)厚度、薄區(qū)厚度以及過渡區(qū)厚度； 步驟2、參照等厚板單向拉伸試驗(yàn)試樣的制備標(biāo)準(zhǔn)，即《GB/T_228-2010金屬材料拉伸 試驗(yàn)室溫試驗(yàn)方法》設(shè)計(jì)變厚板單向拉伸試驗(yàn)試樣的夾持區(qū)長度、夾持區(qū)寬度以及夾持區(qū) 到第一平行段（1)的過渡圓角半徑； 步驟3、選定薄區(qū)的第一平行段（1)的寬度， 步驟4、選定薄區(qū)的第一平行段（1)的寬度后，計(jì)算出相應(yīng)的截面積，即：薄區(qū)的第一平 行段（1)的寬度乘以相應(yīng)的厚度； 步驟5、在步驟4中確定了截面積后，用截面積除以另一側(cè)的厚區(qū)厚度得到相應(yīng)的另一 側(cè)厚區(qū)的第一平行段（1)的寬度； 步驟6、選定薄區(qū)的第二平行段（2)的寬度； 步驟7、選定薄區(qū)的第二平行段（2)寬度之后，計(jì)算出相應(yīng)的截面積，即：薄區(qū)的第二平 行段（2)寬度乘以相應(yīng)的厚度； 步驟8、在步驟7中確定了相應(yīng)的截面積后，用截面積除以另一側(cè)厚區(qū)的厚度得到相應(yīng) 的另一側(cè)厚區(qū)的第二平行段（2)的寬度； 步驟9、根據(jù)以上步驟確定的尺寸，確定過渡區(qū)標(biāo)距連續(xù)變化的等截面變厚板單向拉伸 試樣整體的外形尺寸。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種變厚板等截面積單向拉伸試驗(yàn)試樣的制備方法，其具體包括以下步驟：步驟1、對(duì)整塊變厚板厚度分布進(jìn)行測量，包括厚區(qū)厚度、薄區(qū)厚度以及過渡區(qū)厚度；步驟2、參照等厚板單向拉伸試驗(yàn)試樣的制備標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)變厚板單向拉伸試驗(yàn)試樣的夾持區(qū)長度、夾持區(qū)寬度以及夾持區(qū)到第一平行段(1)的過渡圓角半徑；步驟3、選定厚區(qū)的第一平行段(1)的寬度；步驟4、選定厚區(qū)的第一平行段(1)寬度之后，計(jì)算出相應(yīng)的截面積，即：通過厚區(qū)的第一平行段(1)寬度乘以相應(yīng)的厚度；該方法能夠使得試樣盡量在過渡區(qū)內(nèi)發(fā)生變形，以達(dá)到可以較為準(zhǔn)確測定過渡區(qū)材料力學(xué)性能的目的，同時(shí)該方法制備的試樣成本低，合格率高。
【IPC分類】G01N1-28
【公開號(hào)】CN104677706
【申請?zhí)枴緾N201510067636
【發(fā)明人】李光耀, 孫光永, 崔俊佳, 王濤
【申請人】湖南大學(xué)
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年2月9日