金属圆棒试样单轴拉伸应力应变的双曲线反推测量方法技术

本发明专利技术公开了金属圆棒试样单轴拉伸应力应变的双曲线反推测量方法，属于金属材料力学性能测试技术领域，该方法基于金属圆棒试样单轴拉伸失稳颈缩逐级扩展的双曲线旋转体模型，只需要测量圆棒试样拉伸过程中标距伸长量，并提取断后试棒外轮廓曲线坐标信息，通过反推计算每一时刻颈缩双曲线方程和颈缩最小截面半径，即可通过曲率半径公式求得此时刻颈缩处最小截面处的曲率半径，最后通过陈篪法计算该时刻真实应力和真实应变。本发明专利技术省去现有方法中颈缩最小截面半径和外轮廓曲率半径的试验测量环节，并且提高了大应变范围应力应变曲线的测量精度，对于金属材料力学性能测试具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
金属圆棒试样单轴拉伸应力应变的双曲线反推测量方法
本专利技术属于金属材料力学性能测试
，具体涉及金属圆棒试样单轴拉伸试验大应变范围应力应变曲线的测量方法。
技术介绍
单轴拉伸试验是金属材料力学性能测试的一种基本方法，通常由单轴拉伸试验获得材料的载荷-标距伸长量曲线，然后假定试样标距范围内均匀变形，将载荷-标距伸长量曲线转换为应力-应变曲线。但是试样在载荷最大点之后开始颈缩，试样标距范围内不均匀变形。因此，拉伸失稳后由载荷-瞬时标距长度曲线直接转换为应力-应变曲线是不准确的，而且试样产生颈缩后逐渐由单轴应力状态向三轴应力状态转变。由于在载荷最大点之前对应的应变范围相对较小(一般在0.2以内)，为测量更大应变范围的应力应变曲线，Bridgman法假设圆棒拉伸颈缩轮廓呈圆弧形状，提出了颈缩后应力修正公式，并在实践应用。但实践证明圆棒拉伸颈缩轮廓呈双曲线形状，因此Bridgman法修正应力精度很难保证，一般最大误差都在10％。为此，陈篪基于颈缩轮廓双曲线假设提出了更为合理的应力修正公式。但是，针对颈缩最小截面半径和颈缩外轮廓曲线在最小截面处的曲率半径的实际测量环节非常繁琐，一般都采用光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.金属圆棒试样单轴拉伸应力应变的双曲线反推测量方法，其特征在于，该测量方法的具体步骤如下：(1)进行金属圆棒试样单轴拉伸试验，原始标距长度为l0，原始标距半径为a0，测量并记录开始拉伸直至断裂前的各时刻载荷Fi和标距伸长量dli，其中i＝0～N，0和N分别对应拉伸开始和断裂点时刻，并用光学方法采集断后较长的一半试棒沿轴线方向的外轮廓信息，通过图像处理获得外轮廓曲线的各点坐标

【技术特征摘要】
1.金属圆棒试样单轴拉伸应力应变的双曲线反推测量方法，其特征在于，该测量方法的具体步骤如下：(1)进行金属圆棒试样单轴拉伸试验，原始标距长度为l0，原始标距半径为a0，测量并记录开始拉伸直至断裂前的各时刻载荷Fi和标距伸长量dli，其中i＝0～N，0和N分别对应拉伸开始和断裂点时刻，并用光学方法采集断后较长的一半试棒沿轴线方向的外轮廓信息，通过图像处理获得外轮廓曲线的各点坐标其中k＝0～M，0和M分别对应试样颈缩断裂点和平行长度范围内接近圆弧过渡部分的某点，断裂点的确定是以yk值最小为准，以对应颈缩断裂点的轴线坐标为坐标原点，即对颈缩外轮廓曲线各点进行拟合，得到颈缩外轮廓曲线函数(2)对断后试样颈缩外轮廓曲线坐标进行弹性修正，已知金属材料弹性模量E和泊松比λ，则修正后时刻i对应的各点坐标表示为其中保留所有的点(数量为T+1)，并将修正为(l0+dlN)/2，则对应断裂时刻标距点的坐标可表示为对颈缩外轮廓曲线各点进行拟合，得到颈缩外轮廓曲线函数φ(x)。(3)金属圆棒试样在颈缩失稳后始终在最小颈缩处扩散变形，而最小颈缩处之外不参与变形。将时刻i对应的颈缩最小截面部位简化为双曲线母线方程为fi(x)的旋转体，并与之前所有时刻的双曲线旋转体构成圆棒试样...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨昌海，赵泼，管志平，高丹，宋家旺，王明辉，管晓芳，任明文，贾红杰，程秀明，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22