本发明专利技术提供了一种材料剪切力检测装置、检测方法及其剪切试样。该材料剪切力检测装置包括基板，在其纵轴方向上设有条形开口，基板在形成长条形开口的两侧对称开设第一凹槽；滑块，具有在其纵轴方向上的条形端部，条形端部与条形开口适配，在条形端部上开设第二凹槽；两个夹爪，固定设置在基板上；夹紧桥，固定在滑块的条形端部上，夹紧桥与第二凹槽配合用于上下夹紧剪切试样的中部。本发明专利技术提出的一种材料剪切力检测装置、检测方法及其剪切试样，能确定无框车窗的装配质量，能提高剪切力测量数据的可读取性以及可使用性，从而提高有限元仿真的精准度。的精准度。的精准度。
【技术实现步骤摘要】
一种材料剪切力检测装置、检测方法及其剪切试样
[0001]本专利技术涉及力学测量
，尤其涉及一种材料剪切力检测装置、检测方法及其剪切试样。
技术介绍
[0002]为了节约汽车车辆开发过程中，实车碰撞的成本，在车型研发初期需要大量的使用有限元计算资源进行碰撞仿真验证及优化。为了精准的模拟以及预测车辆的碰撞中的损伤，需要准确的在有限元模型中对汽车零部件材料的性能进行标定。其中材料的耐剪切强度是一个重要的性能评估指标，目前传统的材料剪切性能试验通常根据中华人民共和国航空工业标准HB 6736
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1993进行测试，该试验标准中规定了测定金属板材剪切强度的试验方法，现行的试验方法存在如下问题：为了能够使材料能够有效的在剪切力的作用下产生失效，因此标准样件的尺寸定义导致实际的标距段非常小。图1示出了现有技术中标准样件的结构示意图。如图所示，位于标准样件101中心区域的剪切力作用距离h仅有2mm左右，针对该区域测量的数据无法在有限元仿真中使用进行标定工作，数据的读取性与可用性都非常差；若想要扩大标距段，则会导致样件无法在剪切力的作用下产生失效，或受到拉力的影响，无法通过测试获得剪切性能。
[0003]因此，为了能够改进材料的耐剪切强度性能测试，提高其数据的可读取性以及可使用性，有效的将材料的耐剪切强度在有限元模型中用于材料性能的标定及预测结构薄弱点，提高有限元仿真的精准度，有必要设计一种全新的材料试验的样件及检测方法。
技术实现思路
[0004]针对现有技术的上述问题，本专利技术提出了一种材料剪切力检测装置、检测方法及其剪切试样，能提高剪切力测量数据的可读取性以及可使用性，从而提高有限元仿真的精准度。
[0005]具体地，本专利技术提出了一种材料剪切力检测装置，用于测量白车身上所装配的无框前门和无框后门的高度，包括：
[0006]基板，在其纵轴方向上设有条形开口，所述基板在形成长条形开口的两侧对称开设第一凹槽；
[0007]滑块，具有在其纵轴方向上的条形端部，所述条形端部与所述条形开口适配，在所述条形端部上开设第二凹槽，所述第二凹槽与第一凹槽配合形成容纳一剪切试样的安装槽；
[0008]两个夹爪，固定设置在所述基板上，且位于所述长条形开口的两侧，其长度方向垂直于所述基板纵轴方向，所述夹爪上设有卡口，所述卡口与所述第一凹槽配合用于上下夹紧所述剪切试样的端部；
[0009]夹紧桥，固定在所述滑块的条形端部上，所述夹紧桥与所述第二凹槽配合用于上下夹紧所述剪切试样的中部。
[0010]根据本专利技术的一个实施例，所述材料剪切力检测装置还包括螺栓和螺母，所述夹爪沿其长度方向上开设有长腰孔，所述基板上开设有第一装配孔，所述螺母设置在所述基板的底部，所述螺栓穿入所述长腰孔和第一装配孔，并与所述螺母螺纹配合固定；
[0011]所述夹紧桥上开设有固定孔，在所述滑块的条形端部上开设有第二装配孔，所述螺母设置在所述滑块的底部，所述螺栓穿入所述固定孔和第二装配孔，并与所述螺母螺纹配合固定。
[0012]根据本专利技术的一个实施例，，所述螺母以铆接方式固定在所述基板和滑块的底部。
[0013]根据本专利技术的一个实施例，所述夹紧桥的底部设置有卡块，所述卡块与所述第二凹槽配合固定以上下夹持所述剪切试样的中部。
[0014]根据本专利技术的一个实施例，所述材料剪切力检测装置还包括辅助手柄，所述夹爪开设有第一定位孔，在所述基板上开设有滑槽，所述滑槽的长度方向与夹爪的长度方向一致，所述辅助手柄的底端穿入所述第一定位孔并落入滑槽内，与所述滑槽配合固定。
[0015]根据本专利技术的一个实施例，所述材料剪切力检测装置还包括安装辅助装置，在所述基板和滑块上开设有多个第二定位孔，所述安装辅助装置与所述多个第二定位孔配合以使所述滑块的第二凹槽和基板的第一凹槽对齐。
[0016]本专利技术还提供了一种剪切试样，适用于前述的材料剪切力检测装置，所述剪切试样与安装槽配合，所述剪切试样的正反面沿宽度方向上设有两个双凹陷区，在双凹陷区的两端形成山形过渡区，在两个双凹陷区之间形成内肩部，在两个双凹陷区的外侧形成外肩部；
[0017]所述外肩部的一部分夹持在所述夹爪和基板之间，所述内肩部的一部分夹持在所述夹紧桥和滑块之间。
[0018]根据本专利技术的一个实施例，所述剪切试样的宽度Wt的范围为15～30mm，长度lt的范围为45～70mm，厚度tt为所测试的样件的原始加工厚度，所述外肩部的长度l1的范围为6～10mm，所述内肩部的长度l2的范围为15～22mm，所述双凹陷区的凹陷弧度Rr1的范围为1.5～3.1mm，凹陷厚度t<0.65mm；
[0019]所述剪切试样的厚度tt和凹陷厚度t存在如下关系：t＝0.5tt。
[0020]本专利技术还提供了一种材料剪切力检测方法，适用于前述的材料剪切力检测装置，包括步骤：
[0021]S1，设定环境温度为恒定温度，将拉压材料试验机的测力系统重置为零；
[0022]S2，将所述滑块的条形端部插入到所述基板的条形开口中，使所述第二凹槽与第一凹槽配合形成安装槽，将剪切试样放入所述安装槽；
[0023]S3，将两个夹爪固定到所述基板上，所述卡口与所述第一凹槽配合用于上下夹紧所述剪切试样的端部，将夹紧桥固定到所述滑块的条形端部上，所述夹紧桥与所述第二凹槽配合用于上下夹紧所述剪切试样的中部；
[0024]S4，将所述基板和滑块固定到拉压材料试验机上；
[0025]S5，所述拉压材料试验机以恒定拉伸速度沿所述滑块的纵轴方向拉动所述滑块，使用数字图像测量设备对所述剪切试样的位移区域进行测量。
[0026]根据本专利技术的一个实施例，所述剪切试样具有双凹陷区，在步骤S2中，所述夹爪和夹紧桥之间具有间隙，所述双凹陷区位于所述间隙中，在步骤S4中，用数字图像测量设备对
所述剪切试样的双凹陷区进行测量。
[0027]本专利技术提供了一种材料剪切力检测装置、检测方法及其剪切试样，能扩大标距段，进而提高剪切力测量数据的可读取性以及可使用性，以提高有限元仿真的精准度。
[0028]应当理解，本专利技术以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本专利技术提供进一步的解释。
附图说明
[0029]包括附图是为提供对本专利技术进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本专利技术的实施例，并与本说明书一起起到解释本专利技术原理的作用。
[0030]附图中：
[0031]图1示出了现有技术中标准样件的结构示意图。
[0032]图2示出了本专利技术的一个实施例的材料剪切力检测装置的结构示意图。
[0033]图3是图2中基板与滑块配合的结构示意图。
[0034]图4是图2中基板的结构示意图。
[0035]图5是图1中夹爪的结构示意图。
[0036]图6是图1中夹紧桥的结构示意图。
[0037]图7是图1的剖本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种材料剪切力检测装置，包括：基板，在其纵轴方向上设有条形开口，所述基板在形成长条形开口的两侧对称开设第一凹槽；滑块，具有在其纵轴方向上的条形端部，所述条形端部与所述条形开口适配，在所述条形端部上开设第二凹槽，所述第二凹槽与第一凹槽配合形成容纳一剪切试样的安装槽；两个夹爪，固定设置在所述基板上，且位于所述长条形开口的两侧，其长度方向垂直于所述基板纵轴方向，所述夹爪上设有卡口，所述卡口与所述第一凹槽配合用于上下夹紧所述剪切试样的端部；夹紧桥，固定在所述滑块的条形端部上，所述夹紧桥与所述第二凹槽配合用于上下夹紧所述剪切试样的中部。2.如权利要求1所述的材料剪切力检测装置，其特征在于，还包括螺栓和螺母，所述夹爪沿其长度方向上开设有长腰孔，所述基板上开设有第一装配孔，所述螺母设置在所述基板的底部，所述螺栓穿入所述长腰孔和第一装配孔，并与所述螺母螺纹配合固定；所述夹紧桥上开设有固定孔，在所述滑块的条形端部上开设有第二装配孔，所述螺母设置在所述滑块的底部，所述螺栓穿入所述固定孔和第二装配孔，并与所述螺母螺纹配合固定。3.如权利要求2所述的材料剪切力检测装置，其特征在于，所述螺母以铆接方式固定在所述基板和滑块的底部。4.如权利要求1所述的材料剪切力检测装置，其特征在于，所述夹紧桥的底部设置有卡块，所述卡块与所述第二凹槽配合固定以上下夹持所述剪切试样的中部。5.如权利要求2所述的材料剪切力检测装置，其特征在于，还包括辅助手柄，所述夹爪开设有第一定位孔，在所述基板上开设有滑槽，所述滑槽的长度方向与夹爪的长度方向一致，所述辅助手柄的底端穿入所述第一定位孔并落入滑槽内，与所述滑槽配合固定。6.如权利要求1所述的材料剪切力检测装置，其特征在于，还包括安装辅助装置，在所述基板和滑块上开设有多个第二定位孔，所述安装辅助装置与所述多个第二定位孔配合以使所述滑块的第二凹槽和基板的第一凹槽对齐。7.一种剪切试...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈瑜，龚益玲，郑宁昆，
申请(专利权)人：上汽大众汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：
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