There is a shortage of experimentally determined strains during sheet metal shearing. These kinds of data are a requisite to validate shearing models and to simulate the shearing process. In this work, strain fields were continuously measured during shearing of a medium and a high strength steel sheet, using digital image correlation. Preliminary studies based on finite element simulations, suggested that the effective surface strains are a good approximation of the bulk strains below the surface. The experiments were performed in a symmetric set-up with large stiffness and stable tool clearances, using various combinations of tool clearance and clamping configuration. Due to large deformations, strains were measured from images captured in a series of steps from shearing start to final fracture. Both the Cauchy and Hencky strain measures were considered, but the difference between these were found negligible with the number of increments used (about 20 to 50). Force-displacement curves were also determined for the various experimental conditions. The measured strain fields displayed a thin band of large strain between the tool edges. Shearing with two clamps resulted in a symmetric strain band whereas there was an extended area with large strains around the tool at the unclamped side when shearing with one clamp. Furthermore, one or two cracks were visible on most of the samples close to the tool edges well before final fracture. The fracture strain was larger for the medium strength material compared with the high-strength material and increased with increasing clearance.

中文翻译：

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中高强度钢板剪切过程中的应变场试验研究

在钣金剪切过程中，缺乏实验确定的应变。这些数据是验证剪切模型和模拟剪切过程的必要条件。在这项工作中，使用数字图像相关技术在剪切中高强度钢板期间连续测量应变场。根据有限元模拟进行的初步研究表明，有效的表面应变与表面下方的整体应变非常接近。使用刀具间隙和夹紧配置的各种组合，以具有大刚度和稳定刀具间隙的对称设置进行实验。由于变形大，因此从从剪切开始到最终断裂的一系列步骤中捕获的图像中测量应变。Cauchy和Hencky应变措施均已考虑，但发现两者之间的差异与所用增量的数量（约20至50）可忽略不计。还针对各种实验条件确定了力-位移曲线。测得的应变场在刀具边缘之间显示出一条大应变的细带。用两个夹钳剪切会产生对称的应变带，而当用一个夹钳剪切时，在未夹持侧的工具周围会出现一个较大应变的扩展区域。此外，在最终断裂之前，在靠近刀具边缘的大多数样品上都可以看到一个或两个裂纹。与高强度材料相比，中强度材料的断裂应变更大，并且随着间隙的增加而增加。但发现两者之间的差异可忽略不计，使用的增量数量（约20至50）。还针对各种实验条件确定了力-位移曲线。测得的应变场在刀具边缘之间显示出一条大应变的细带。用两个夹钳剪切会产生对称的应变带，而当用一个夹钳剪切时，在未夹持侧的工具周围会出现一个较大应变的扩展区域。此外，在最终断裂之前，在靠近刀具边缘的大多数样品上都可以看到一个或两个裂纹。与高强度材料相比，中强度材料的断裂应变更大，并且随着间隙增加而增加。但发现两者之间的差异可忽略不计，使用的增量数量（约20至50）。还针对各种实验条件确定了力-位移曲线。测得的应变场在刀具边缘之间显示出一条大应变的细带。用两个夹钳剪切会产生对称的应变带，而当用一个夹钳剪切时，在未夹持侧的工具周围会出现一个较大应变的扩展区域。此外，在最终断裂之前，在靠近刀具边缘的大多数样品上都可以看到一个或两个裂纹。与高强度材料相比，中强度材料的断裂应变更大，并且随着间隙的增加而增加。还针对各种实验条件确定了力-位移曲线。测得的应变场在刀具边缘之间显示出一条大应变的细带。用两个夹钳剪切会产生对称的应变带，而当用一个夹钳剪切时，在未夹持侧的工具周围会出现一个较大应变的扩展区域。此外，在最终断裂之前，在靠近刀具边缘的大多数样品上都可以看到一个或两个裂纹。与高强度材料相比，中强度材料的断裂应变更大，并且随着间隙的增加而增加。还针对各种实验条件确定了力-位移曲线。测得的应变场在刀具边缘之间显示出一条大应变的细带。用两个夹钳剪切会产生对称的应变带，而当用一个夹钳剪切时，在未夹持侧的工具周围会出现一个较大应变的扩展区域。此外，在最终断裂之前，在靠近刀具边缘的大多数样品上都可以看到一个或两个裂纹。与高强度材料相比，中强度材料的断裂应变更大，并且随着间隙增加而增加。用两个夹钳剪切会产生对称的应变带，而当用一个夹钳剪切时，在未夹持侧的工具周围会出现一个较大应变的扩展区域。此外，在最终断裂之前，在靠近刀具边缘的大多数样品上都可以看到一个或两个裂纹。与高强度材料相比，中强度材料的断裂应变更大，并且随着间隙的增加而增加。用两个夹钳剪切会产生对称的应变带，而当用一个夹钳剪切时，在未夹持侧的工具周围会出现一个较大应变的扩展区域。此外，在最终断裂之前，在靠近刀具边缘的大多数样品上都可以看到一个或两个裂纹。与高强度材料相比，中强度材料的断裂应变更大，并且随着间隙的增加而增加。