一种高速拉伸试验数据曲线处理方法技术

本发明专利技术属于钢产品性能测试技术领域，具体提供了一种高速拉伸试验数据曲线处理方法，包括如下步骤：步骤1)制作高速拉伸试样，所述的试样的平行段要尽量窄，使用砂纸打磨，打磨好后在试样表面均匀地绘制网格或记号点；步骤2)对步骤1处理后的试样进行高速拉伸试验，记录该试样真应力‑真应变曲线、载荷‑位移曲线以及试样断裂时的载荷值；步骤3)拟合曲线；步骤4)验证上述系列曲线，找到符合断裂载荷的曲线。

A method of data curve processing in high speed tensile test

【技术实现步骤摘要】
一种高速拉伸试验数据曲线处理方法
本专利技术属于钢产品性能测试
，具体提供了一种高速拉伸试验数据曲线处理方法。
技术介绍
材料的高速拉伸曲线直接决定着汽车碰撞仿真结果的准确程度，在仿真中起着不可或缺的作用。高速拉伸试验所得的测试曲线需要进行处理，满足要求后，方可用于汽车碰撞模拟仿真。现在通常使用的高速拉伸曲线处理方法如下：第1步：进行高速拉伸试验，测得试样的真应力-真应变曲线和载荷-位移曲线；第2步：保留屈服点和颈缩点之间的数据曲线，使用Ludwik硬化准则，选取不同的n值，或者使用Swift本构和Hockett-Sherby本构的加权硬化方程，选取不同的α值，进行外推，得到颈缩点之后，真应变等于1之前的曲线；第3步：使用不同n值或α值外推得的曲线，依次进行有限元模拟，每次计算均能得到一条载荷-位移曲线，与第一步中的载荷-位移曲线符合程度最高的曲线，对应的n值或α值，即为所求。现有技术的缺点：由前述方法的第三步可知，该方法依赖于颈缩现象的有限元模拟结果，然而，现存的有限元软件均无法准确模拟颈缩现象，因此，该方法的局限性很大。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术提供了一种高速拉伸试验数据曲线处理方法，该处理方法包括如下步骤，步骤1)制作高速拉伸试样，所述的试样的平行段要尽量窄，使用砂纸打磨，打磨好后在试样表面均匀地绘制网格或记号点；步骤2)对步骤1处理后的试样进行高速拉伸试验，记录该试样真应力-真应变曲线、载荷-位移曲线以及试样断裂时的载荷值；步骤3)拟合曲线>3.1删除真应力-真应变曲线的弹性部分和颈缩即最高点之后的部分，仅保留均匀延伸部分曲线；3.2根据步骤3.1所得曲线的形状特征，在真应变等于1处，预估一个真应力范围，确保材料在该处的实际真应力在此范围之内；3.3在预估范围内，增加一系列数据点，这些数据点的纵坐标均匀分布；3.4将步骤3.1所得的曲线，依次与步骤3.3中的每一个数据点进行结合得到一系列曲线；步骤4)验证上述系列曲线，找到符合断裂载荷的曲线4.1沿拉伸方向，将试样分为多个窄条组成，每个窄条为一个宽度单元，变形前宽度单元用D0所示，拉伸方向的距离用L0表示，并测量L0值；4.2将拉断的试样重新拼接起来，按照(4.1)中的取法，测量裂纹两侧的长度L，宽度单元的尺寸D，并分别使用方程(2)、(3)和(4)计算每个宽度单元的伸长真应变ε、厚度T和截面积S；S＝D·T(4)T0为试样的原始厚度，T为裂纹处的厚度；4.3在步骤3.4中的每一条曲线中，选取与宽度单元伸长真应变对应的真应力值，将该应力值与宽度单元的横截面积S进行相乘，求得宽度单元在每种应力应变曲线下断裂载荷；4.4对每个宽度单元，重复步骤4.3；4.5在每种应力应变曲线条件下，对所有宽度单元的载荷进行求和，即可得到整体试样，在每种应力应变曲线条件下的断裂载荷；4.6将步骤4.5得到的多个断裂载荷与步骤2)的断裂载荷值进行对比，符合程度最佳的断裂载荷对应的应力应变曲线，即为所求。进一步地，步骤1中，打磨由按照由粗到细的顺序，依次打磨试样平行段两侧，最细砂纸至少为1000#。进一步地，在步骤3.4中对数据点使用方程(1)进行拟合，得到一系列曲线，拟合过程中，需对这些数据点设置较高的权重：进一步地，所述L0有两种测量方法：第一种取两相邻标记点的圆心距离，第二种取标记点的直径长度；具体取法视试样的最终断裂位置而定，如果最终断裂位置在标记点之间，则按第一种取法；如果最终断裂位置在标记点之上，则选择第二种取法。本专利技术的优势在于：拉伸颈缩现象有限元模拟的精度较低，但是传统方法需要使用模拟颈缩来验证最佳的延长曲线，本专利技术不再使用有限元软件模拟拉伸过程的颈缩现象，本专利技术采用试验方法可准确求得满足碰撞仿真要求的高速拉伸应力应变曲线。附图说明图1宽度单元示意图；图2试样表面的记号点示意图；图3测试材料的真应力-真应变曲线示意图；图4测试材料的载荷-位移曲线及断裂点示意图；图5拟合得到的曲线示意图；图6拉断的试样示意图；具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术本专利技术提供了一种高速拉伸试验数据曲线处理方法，其特征在于：该处理方法包括如下步骤，步骤1)制作高速拉伸试样，所述的试样的平行段要尽量窄，没有具体的数字，因为每家的试验设备和试验条件都不同，在具体试验条件下，尽量最窄就可以了，使用砂纸，按照由粗到细的顺序，依次打磨试样平行段两侧，最细砂纸至少为1000#，打磨好后在试样表面均匀地绘制网格或记号点；步骤2)对步骤1处理后的试样进行高速拉伸试验采用拉伸试验机，设置所需的变形速率，把试样拉断，就可以了，记录该试样真应力-真应变曲线、载荷-位移曲线，以及试样断裂时的载荷值；步骤3)拟合曲线，按照以下四步骤进行3.1删除真应力-真应变曲线的弹性部分和颈缩即最高点之后的部分，仅保留均匀延伸部分曲线；3.2根据步骤(3.1)所得曲线的形状特征，在真应变等于1处，预估一个真应力范围，确保材料在该处的实际真应力在此范围之内；3.3在预估范围内，增加一系列数据点参考图5，曲线最右边的那些点为数据点，这些数据点的纵坐标均匀分布；3.4将步骤(3.1)所得的曲线，依次与步骤(3.3)中的每一个数据点进行结合，并使用方程(1)进行拟合，得到一系列曲线，拟合过程中，需对这些数据点设置较高的权重，以确保拟合曲线经过这些数据点其中，y就是试验曲线的真应力，x是真应变，y0、t1和t2都是所求的参数。步骤4)，曲线的验证该步骤的目的是：在以上一系列曲线中找到符合断裂载荷的曲线。4.1沿拉伸方向，将步骤1试样视为窄条组成，每个窄条为一个宽度单元，变形前宽度单元如图1中用D0所示，拉伸方向的距离用L0表示，L0有两种测量方法：第一种取两相邻标记点，图2或者图6中的那些圆点的圆心距离，第二种取标记点的直径长度；具体取法视试样的最终断裂位置而定，如果最终断裂位置在标记点之间，则按第一种取法；如果最终断裂位置在标记点之上，标记点是图6中，裂纹上的那些圆点，裂纹可能会将一个标记点分成两半，也有可能在两个标记点之间穿过，则选择第二种取法。4.2将拉断的试样重新拼接起来，按照(4.1)中的取法，测量裂纹两侧的长度L，宽度单元的尺寸D，并分别使用方程(2)、(3)和(4)计算每个宽度单元的伸长真应变ε、厚度T和截面积S。S＝D·T(4)T0为试样的原始厚度，T为裂纹处的厚度；4.3在步骤3.4中的每一条曲线中，选取与宽度单元伸长真应变对应的真应力值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速拉伸试验数据曲线处理方法，其特征在于：该处理方法包括如下步骤，/n步骤1)制作高速拉伸试样，使用砂纸打磨，打磨好后在试样表面均匀地绘制网格或记号点；/n步骤2)对步骤1处理后的试样进行高速拉伸试验，记录该试样真应力-真应变曲线、载荷-位移曲线以及试样断裂时的载荷值；/n步骤3)拟合曲线/n3.1删除真应力-真应变曲线的弹性部分和颈缩即最高点之后的部分，仅保留均匀延伸部分曲线；/n3.2根据步骤3.1所得曲线的形状特征，在真应变等于1处，预估一个真应力范围，确保材料在该处的实际真应力在此范围之内；/n3.3在预估范围内，增加一系列数据点，这些数据点的纵坐标均匀分布；/n3.4将步骤3.1所得的曲线，依次与步骤3.3中的每一个数据点进行结合得到一系列曲线；/n步骤4)验证上述系列曲线，找到符合断裂载荷的曲线/n4.1沿拉伸方向，将试样分为多个窄条组成，每个窄条为一个宽度单元，变形前宽度单元用D

【技术特征摘要】
1.一种高速拉伸试验数据曲线处理方法，其特征在于：该处理方法包括如下步骤，
步骤1)制作高速拉伸试样，使用砂纸打磨，打磨好后在试样表面均匀地绘制网格或记号点；
步骤2)对步骤1处理后的试样进行高速拉伸试验，记录该试样真应力-真应变曲线、载荷-位移曲线以及试样断裂时的载荷值；
步骤3)拟合曲线
3.1删除真应力-真应变曲线的弹性部分和颈缩即最高点之后的部分，仅保留均匀延伸部分曲线；
3.2根据步骤3.1所得曲线的形状特征，在真应变等于1处，预估一个真应力范围，确保材料在该处的实际真应力在此范围之内；
3.3在预估范围内，增加一系列数据点，这些数据点的纵坐标均匀分布；
3.4将步骤3.1所得的曲线，依次与步骤3.3中的每一个数据点进行结合得到一系列曲线；
步骤4)验证上述系列曲线，找到符合断裂载荷的曲线
4.1沿拉伸方向，将试样分为多个窄条组成，每个窄条为一个宽度单元，变形前宽度单元用D0所示，拉伸方向的距离用L0表示，并测量L0值；
4.2将拉断的试样重新拼接起来，按照(4.1)中的取法，测量裂纹两侧的长度L，宽度单元的尺寸D，并分别使用方程(2)、(3)和(4)计算每个宽度单元的伸长真应变ε、厚度T和截面积S；






S＝D·T(4)
T0为试样的原始厚度...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆刚，杨天一，赵广东，郭晶，王禹，陈虹宇，胡维铸，
申请(专利权)人：本钢板材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21