1.一种轧制变形后可制成标准拉伸试样的梯形板设计方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:确定试样特征
确定板状拉伸试样各部位的尺寸特征长度;
在所述步骤S1中,板状拉伸试样各部位的尺寸特征长度分别为总长度l,夹持端长度b,平行长度a,原始标距g,标距段宽度w,夹持端宽度c,试样厚度t,夹持端与平行长度段之间为过渡段;
S2:确定梯形板最小厚度
根据轧机能力确定梯形板的最大宽度、最大厚度,并根据板状拉伸试样的最小厚度确定梯形板的最小厚度;
在所述步骤S2中,根据轧机能力确定能够轧制钢板的最大厚度Tmax和最大宽度Wmax,根据选定拉伸试样的厚度确定经轧制后梯形板的最小厚度为t,未轧制前的梯形板的最薄处的设计厚度T2应大于t,最厚处的设计厚度T1应小于Tmax,即t
S3:确定梯形板各部分尺寸
计算梯形板各部分的特征参数,最终确定梯形板各部分的尺寸;
在所述步骤S3中,考虑到最厚处的设计厚度T1与最厚处的压下量R1之间的差值不应大于最薄处的设计厚度T2,考虑到加工裕量,T1‑R1还应>t,即t
最薄处的压下量R2为:
R2=T2‑(T1‑R1);
最厚处轧制变形后的高度t1为:
t1=T1‑R1;
最薄处轧制变形后的高度t2为:
t2=T2‑R2;
t1=t2>t;
最厚处梯形板的宽度增量Δw1为:
其中,p为轧制变形时梯形板的宽展率与压下率之间的比例系数,宽展率为宽度变化与原始宽度之间的比值;
最薄处梯形板的宽度增量Δw2为:
则最厚处梯形板轧后的宽度w1为:
w1=W+Δw1;
最薄处梯形板轧后的宽度w2为:
w2=W+Δw2;
考虑到节省材料和加工裕量,最薄处梯形板轧后的宽度w2应大于选定拉伸试样夹持端宽度c的n倍,n为整数,即w2>nc,于是梯形板的宽度W的设计原则为:W>nc‑Δw2;
应用体积不变原理,最厚处梯形板轧后的长度b1为:最厚处的伸长量较大,加大长度制备出等变形量的样品,同时使梯度变形量样品的夹持端和过渡段长度满足要求,应满足 则梯形板最厚处的长度B1的设计公式为:
应用体积不变原理,最薄处梯形板轧后的长度b2为:根据b2的长度应保证夹持端和过渡段长度满足要求,即 则梯形板最薄处的长度B2的设计公式为:
假设最厚处和最薄处之间的梯形棱台在轧制变形后仍为梯形棱台,轧制变形后梯形棱台的中心高度应为选定板状拉伸试样的平行长度a,依据梯形棱台的体积公式和体积不变原理,轧制前梯形棱台的设计长度A的设计公式为:则梯形棱台的倾角θ为:
S4:计算形变梯度变化
计算梯形板轧制变形后沿长度方向的形变梯度变化;
在所述步骤S4中,对计算出的轧制前梯形棱台的设计长度A取整数,采用步长s在0至A中取A/s个数据,令m=A/s,在0至A尺寸范围内等距离存在1,2,…m个位置,则轧制变形前,第i个位置对应的长度Ai为:Ai=s(i‑1);
轧制变形前,第i个位置对应的厚度T′i为:轧制变形前,第i个位置对应的压下量ΔRi为:轧制变形后,第i个位置对应的宽度w′i为:依据梯形棱台的体积公式和体积不变原理,轧制变形后,第i个位置对应的长度ai为:轧制变形后,第i个位置对应的压下率ri为:以ai为横轴,ri为纵轴,绘制ai‑ri图,得到轧制变形后第i个位置对应的位移和压下率,也即是得到了梯形板轧制变形后的形变梯度。