The invention discloses a method for identifying anisotropic plastic parameters of sheet metal based on single cone pressing, which is applied to the field of non-destructive testing and in-situ testing of anisotropic materials. In this method, the dimensionless function is used to establish a numerical model for the parameters of the indentation response and the plastic properties of the material. By analyzing the material response of the single cone compression test, the anisotropic plastic parameters of the sheet metal material are obtained, and the response of the load displacement relation curve of the specimen is obtained. The residual indentation morphology by three-dimensional confocal microscopic test equipment unloading, extraction of residual indentation contour in the tested material contact with the depth of transversal and vertical lines in two orthogonal directions; dimensionless function model to extract the indentation test material response information into the sheet metal material, anisotropic plasticity parameters obtained by reverse calculation. The anisotropic plastic mechanical parameters obtained by this method are unique and have high accuracy.
【技术实现步骤摘要】
一种基于单锥压入的板料各向异性塑性参数识别方法
本专利技术涉及金属材料塑性力学性能测试
,具体地说,涉及一种基于单锥压入的板料各向异性塑性参数识别方法。
技术介绍
采用压痕测试技术来获取钣金材料的弹塑性力学性能参数具有传统单向拉伸或压缩实验所不具备的一些优势。一方面,压痕实验的试件准备周期短,实验过程简单、实验结果可信。另一方面,该种测试技术能够运用到传统单向拉伸或压缩实验所不便或不能运用到的材料力学性能测试领域,如材料的无损检测及原位测试等问题。当前,研究采用压痕测试技术来准确且可靠地获取材料弹塑性力学性能参数已成为国际上研究的热点学术问题。近年来快速发展的有限元仿真技术为研究压痕过程中材料的弹塑性接触问题提供了一种准确且高效的计算手段。2001年,Dao等(Computationalmodelingoftheforwardandreverseproblemsininstrumentedsharpindentation,ActaMaterialia,2001,(49):3899-3918)在基于量纲分析和有限元计算中,将材料的压痕响应与弹塑性性能参数进行关联,系统地研究了采用单锥压入测试获取材料弹塑性力学性能参数的可行性。研究结果表明:在一定力学性能参数范围0.3<n<0.5且σy/E*≥0.03,利用单锥压入和反分析技术可以唯一地获取材料的弹塑性力学性能参数。学者Chen等(Ontheuniquenessofmeasuringelastoplasticpropertiesfromindentation:Theindistinguishablemy ...
【技术保护点】
一种基于单锥压入的板料各向异性塑性参数识别方法,其特征在于包括以下步骤:步骤1.选取内半角为60°的圆锥形压头,建立无量纲函数模型;a.采用量纲分析∏理论,通过分析压痕载荷位移关系曲线和各向异性材料塑性参数之间的关系,建立无量纲函数∏1;b.分析塑性各向异性材料卸载残留压痕形貌在横纹和纵纹两个方向上的接触深度值与材料各向异性塑性参数之间的关系,建立另外两个独立的无量纲函数∏2和∏3;c.选取多种各向异性材料的塑性参数组合,采用Hill48各向异性屈服准则结合有限元数值模拟,计算出无量纲函数∏1、∏2和∏3的离散数值点,采用三次多项式进行拟合,得到无量纲函数∏1、∏2和∏3的显式表达式;d.对被测试各向异性材料进行单次锥形压痕实验,提取材料的载荷位移关系曲线和卸载残留压痕形貌响应参数,带入到所建立的无量纲函数模型中,通过联合求解三个方程反推出被测试材料的塑性各向异性参数;步骤2.由步骤a和步骤b得到无量纲函数∏1、∏2和∏3:
【技术特征摘要】
1.一种基于单锥压入的板料各向异性塑性参数识别方法,其特征在于包括以下步骤:步骤1.选取内半角为60°的圆锥形压头,建立无量纲函数模型;a.采用量纲分析∏理论,通过分析压痕载荷位移关系曲线和各向异性材料塑性参数之间的关系,建立无量纲函数∏1;b.分析塑性各向异性材料卸载残留压痕形貌在横纹和纵纹两个方向上的接触深度值与材料各向异性塑性参数之间的关系,建立另外两个独立的无量纲函数∏2和∏3;c.选取多种各向异性材料的塑性参数组合,采用Hill48各向异性屈服准则结合有限元数值模拟,计算出无量纲函数∏1、∏2和∏3的离散数值点,采用三次多项式进行拟合,得到无量纲函数∏1、∏2和∏3的显式表达式;d.对被测试各向异性材料进行单次锥形压痕实验,提取材料的载荷位移关系曲线和卸载残留压痕形貌响应参数,带入到所建立的无量纲函数模型中,通过联合求解三个方程反推出被测试材料的塑性各向异性参数;步骤2.由步骤a和步骤b得到无量纲函数∏1、∏2和∏3:式中,P60为压痕力,hm为压痕深度,C60为内半角为60°的单锥压入压痕加载曲线的曲率因子,为卸载残留压痕轮廓在横纹方向上的接触深度值,为卸载残留压痕轮廓在纵纹方向上的接触深度值;步骤3.在步骤c中采用的材料塑性各向异性参数组合范围为62.5<E/σYT<3000,0<n<0.5且1.0<R22<2.0,无量纲函数∏1、∏2和∏3的表达式为:
【专利技术属性】
技术研发人员:吴建军,王明智,邬洪飞,惠钰,展学鹏,樊赫,尚琪,
申请(专利权)人:西北工业大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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