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板料剪切实验装置


板料成形是一个非常复杂的塑性加工过程,包含多种应力应变状态,而材料在这些应变状态下表现出的力学特性关系到板料成形性能的好坏,因此,对这些应变状态的研究具有重要的理论和工程应用意义。简单剪切作为一种常见的应变状态,在变路径加载下力学特性研究方面得到了较好的应用,设计简单剪切试验十分必要。

如图1为简单剪切变形示意图。矩形试样上下部分被夹持住后,在夹具的作用下沿着加载方向发生相对运动,在运动过程中,中间变形部分的宽度 和试样长度保持不变,通过夹持部位沿着长度方向施加剪切力,使试样获得剪切位移

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1 简单剪切变形示意图

为了实现板料的剪切变形,设计试制了简单剪切试验装置,如图2所示,并利用本单位自主开发的三维数字散斑应变测量分析系统XJTUDIC,完成了不同材料的简单剪切试验,图3是软件应变分析界面。

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2 简单剪切试验装置

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3 利用XJTUDIC应变分析软件计算的剪切位移场

试验时,将简单剪切试验装置安装在材料万能拉伸试验机上,本单位是在微机控制电子万能试验机RGM-4100上进行的,剪切变形位移由试验机来控制,图4是试样的几何尺寸和剪切变形前后试样。

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4 简单剪切试样

试验完成后,对数据进行处理,得到变形过程的变形梯度 ,进一步处理得到材料的剪应力-剪应变关系曲线,如图56为两种材料的剪应力-剪应变关系曲线。

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5 简单剪切试验剪应力-剪应变曲线

 

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6不同预应变下循环简单剪切试验剪应力-剪应变曲线

 

板料剪切实验装置主要用来进行单调简单剪切实验和循环简单剪切实验,通过XJTUDIC三维数字散斑动态应变测量分析系统来研究板料的Bauschinger效应等,如图所示:

 

XJTUDIC三位数字散斑动态应变测量分析系统的处理云图:



剪切试样如图所示:

利用系统输出的力、工程应变等数据处理得到所需要的应力、应变等,结果表明,XJTUDIC三位数字散斑动态应变测量分析系统能精确的获得所需数据,数据处理结果如图所示:



大夹头的预拉伸装置


大夹头的预拉伸装置用来对大板料进行一定程度的预拉伸,为后续的板料各向异性的研究做准备,如图所示:



 

 
Web www.xjtudic.com
 

西安交通大学 机械工程学院 模具与先进成形技术研究所 信息机电研究所
电子邮件: xjtops@163.com  网站: www.xjtudic.com  www.xjtops.com  www.3dthink.cn

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