1、研究介紹
隨著汽車制造技術(shù)的飛速發(fā)展，對汽車用鋼提出了更高的要求，具備超高強度的雙相鋼成為不可或缺的重要材料。烘烤硬化值是汽車用鋼關(guān)鍵的強度指標(biāo)，對車輛安全性和輕量化設(shè)計有著重要作用。
數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)DIC作為一種非接觸式光學(xué)測量手段，通過重建材料表面點在變形前后的三維空間坐標(biāo)，進(jìn)而獲取形貌與變形信息，與應(yīng)變片比具有可視化、全場連續(xù)動態(tài)測量等特點。
利用DIC技術(shù)研究超高強雙相鋼的應(yīng)變時效機制，有助于掌握材料特征，進(jìn)一步提高其利用價值。
2、研究概述
研究人員通過超高強度雙相鋼的拉伸試驗，采用新拓三維XTDIC非接觸應(yīng)變測量系統(tǒng)，研究超高強度雙相鋼拉伸過程的應(yīng)變場分布。
DIC測試結(jié)果顯示，由于標(biāo)距段內(nèi)幾乎沒有塑性變形，可以很好的解釋采用GB/T 228.1-2021 規(guī)定P6試樣檢測的應(yīng)力應(yīng)變曲線所呈現(xiàn)的特殊形貌。
3、雙相鋼材料與DIC測試設(shè)備
采用新拓三維XTDIC三維全場應(yīng)變測量系統(tǒng)、有限元分析軟件等儀器和設(shè)備，研究幾種雙相鋼在不同預(yù)應(yīng)變量、烘烤時間和烘烤溫度條件下的應(yīng)變時效行為。
DIC全場應(yīng)變測量系統(tǒng)
新拓三維XTDIC三維全場應(yīng)變測量系統(tǒng)，通過將試件變形前后的圖像進(jìn)行對比，通過計算獲取變形信息，實現(xiàn)捕捉拉伸試樣上的應(yīng)變分布情況。
XTDIC三維全場應(yīng)變測量系統(tǒng)，基于三維數(shù)字圖像相關(guān)法（DIC），可獲得樣品表面的位移與應(yīng)變分布云圖，分析樣品表面不同點、線、區(qū)域等元素的應(yīng)變信息；測試樣品的形狀不在受限于標(biāo)準(zhǔn)試樣，可以對復(fù)雜形狀的實際構(gòu)件進(jìn)行測試；整個實驗過程應(yīng)變分布數(shù)據(jù)可追溯，對整個實驗過程進(jìn)行記錄，在試驗后可以隨時追溯查看整個實驗過程。
4、數(shù)字圖像相關(guān)(DIC)研究驗證部分
拉伸試樣應(yīng)變分布
采用DIC技術(shù)對比了DP4預(yù)應(yīng)變和烘烤前、后采用 GB/T 228.1- 2021 規(guī)定P6拉伸試樣測試過程的應(yīng)變分布狀況。
圖（a）顯示了DP4在預(yù)變形和烘烤前，拉伸試樣的應(yīng)變擴展到了整個平行段范圍，即便是樣品的縮頸發(fā)生在圓弧過渡的肩部位置，試樣的平行段也呈現(xiàn)了均勻的變形分布。
圖（b）顯示了2%預(yù)應(yīng)變和170℃烘烤后，拉伸過程的應(yīng)變分布主要集中在圓弧過渡的肩部位置，斷裂也發(fā)生在該處，而在平行段內(nèi)幾乎未檢測到塑性變形。
采用DIC技術(shù)檢測的DP4拉伸試樣應(yīng)變分布：（a）預(yù)變形和烘烤前的拉伸過程應(yīng)變分布；（b）2%預(yù)應(yīng)變和170℃烘烤后的拉伸過程應(yīng)變分布。
為驗證分析P6試樣和搟面杖形試樣的拉伸應(yīng)變特征，采用FEA和DIC技術(shù)對比分析。
在FEA模擬分析中，對經(jīng)2%預(yù)應(yīng)變和170℃烘烤20分鐘后的拉伸試樣，按照應(yīng)變量和性能相關(guān)性做了不同的分布處理，在應(yīng)變量高的位置獲得了較高的屈服強度。
采用FEA仿真軟件和DIC技術(shù)，對DP4 拉伸過程的應(yīng)變分析結(jié)果：
（a）和（e）分別是FEA和DIC技術(shù)，對P6試樣進(jìn)行2%預(yù)應(yīng)變拉伸分析；
（b）和（f）分別是FEA和DIC技術(shù)，對 P6 試樣的 2% 預(yù)應(yīng)變和 170℃烘烤20分鐘后的拉伸分析；
（c）和（g）分別是FEA和DIC技術(shù)，對搟面杖形樣進(jìn)行 2%預(yù)應(yīng)變拉伸分析；
（d）和（h）分別是FEA和DIC技術(shù)，對搟面杖形樣的2%預(yù)應(yīng)變和170℃烘烤20分鐘后的拉伸分析。
5、研究結(jié)論
采用新拓三維XTDIC三維全場應(yīng)變測量系統(tǒng)、有限元分析等手段，對雙相鋼的應(yīng)變時效行為展開研究。從FEA仿真軟件和DIC技術(shù)的分析結(jié)果來看，兩者的拉伸試樣的應(yīng)變分布結(jié)果幾乎一致， 這有利于后續(xù)采用 FEA分析試樣的斷裂行為，研究不同力學(xué)性能和試樣斷裂狀態(tài)的相關(guān)性。
文章摘自：《肖彪 南昌大學(xué)物理與材料學(xué)院·材料科學(xué)與工程 汽車用超高強度雙相鋼應(yīng)變時效行為研究》