專利名稱：材料拉伸真實本構(gòu)曲線測試技術(shù)的制作方法
材料拉伸真實本構(gòu)曲線測試技術(shù)技術(shù)領域
本發(fā)明屬于材料力學性能測試技術(shù)，尤其是試驗數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)領域。
背景技術(shù)：
拉伸試驗是廣泛應用的材料力學性能測試方法，可以測定材料的彈性模量、強度、塑性硬化等重要的基本力學性能參量，是工程構(gòu)件設計及材料選取最基本的參考依據(jù)。通常，由拉伸試驗可首先獲得材料的載荷-位移曲線，然后根據(jù)試樣的原始尺寸(原始橫截面積Atl和原始標距Ltl)換算得到工程應力-工程應變曲線(也稱拉伸本構(gòu)曲線)。但是，試樣的真實橫截面積A和標距L在試驗過程中是不斷變化的，因此工程應力-工程應變曲線不能真實反映材料的變形規(guī)律，特別是當試樣出現(xiàn)頸縮后，工程應力-工程應變曲線表現(xiàn)出應變大幅增長而應力卻隨之大幅下降的趨勢。試樣在頸縮時，頸縮處的橫截面有不同程度縮小，使得試樣繼續(xù)變形所需的載荷勢必下降，而工程應力仍以原始橫截面積A0進行計算，從而導致工程應力-工程應變曲線在達到強度極限后下降。事實上，試樣頸縮后載荷雖然下降了，但材料在整個頸縮過程中卻仍在不斷硬化，因此真實的應力也應當是不斷增大的。
傳統(tǒng)方法基于體積不可壓縮理論，將工程應力-工程應變換算為真應力-真應變曲線:
權(quán)利要求
1.材料拉伸真實本構(gòu)曲線測試技術(shù)，以獲得工程應力-工程應變曲線和載荷-位移曲線，非接觸式光學測量得到試樣的頸縮變形輪廓曲線和應力應變場，建立漏斗圓棒試樣的有限元分析模型，模擬試樣拉伸直至頸縮斷裂的全過程，以迭代求解方式標定出真實本構(gòu)曲線，采用如下步驟: 1)完成等直圓棒試樣的拉伸試驗，獲得頸縮前的真應力-真應變曲線；采用對中夾具系統(tǒng)完成漏斗圓棒試樣的拉伸試驗，獲得直至頸縮后斷裂的全程的載荷-位移曲線，其中位移由VIC-3D非接觸式光學測量得到，同時獲得漏斗圓棒試樣的應力-應變場； 2)建立漏斗圓棒試樣有限元模型，以第I)步得到的等直圓棒試樣頸縮前的拉伸真應力-真應變試驗曲線作為輸入材料本構(gòu)關(guān)系，并從結(jié)果中提取漏斗圓棒試樣的載荷-位移模擬曲線； 3)將提取的載荷-位移模擬曲線同第I)步中的漏斗圓棒試樣載荷-位移試驗曲線進行比較，若二者吻合則停止計算，當前的輸入材料本構(gòu)關(guān)系則為被研究材料的真實拉伸全程本構(gòu)關(guān)系；若二者不吻合，則按下式更新有限元分析中的輸入材料本構(gòu)關(guān)系:
全文摘要
本發(fā)明公開了一種材料拉伸真實本構(gòu)曲線測試技術(shù)，以獲得工程應力-工程應變曲線和載荷-位移曲線，非接觸式光學測量得到試樣的頸縮變形輪廓曲線和應力應變場，建立漏斗圓棒試樣的有限元分析模型，模擬試樣拉伸直至頸縮斷裂的全過程，以迭代求解方式標定出真實本構(gòu)曲線。本發(fā)明克服了構(gòu)造缺陷方式無法對所有金屬材料的緊縮現(xiàn)象進行精確模擬和有限元迭代計算中迭代次數(shù)較多，計算成本高的缺點，且結(jié)合非接觸式光學變形測量系統(tǒng)監(jiān)測拉伸，獲得試樣拉伸全程的載荷-位移曲線及變形場。
文檔編號G01N3/08GK103175735SQ20121051821
公開日2013年6月26日 申請日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月6日
發(fā)明者蔡力勛, 姚迪, 包陳 申請人:西南交通大學