获得钛合金管连续变化的收缩应变比的方法技术

一种获得钛合金管连续变化的收缩应变比的方法，按照国标GB/T228-2002中金属管试样的尺寸加工管试样。在拉伸试验机上按设定的拉伸速度进行拉伸试验。拉伸过程中管试样的周向应变和轴向应变的变化均通过CCD相机精确获得。对管试样在单向拉伸过程中利用相机精确测得管试样的周向应变和轴向应变值，并进行弹性修正，通过公式能够准确获得钛合金管材在拉伸过程中大塑性变形条件下的收缩应变比，并且钛合金管材的收缩应变比呈减小趋势，在管试样变形初始阶段，收缩应变比的下降趋势明显，在随后的变形中收缩应变比的下降趋势逐渐减小，在后面的变形中收缩应变比下降的趋势逐渐趋于稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属塑性成形加工领域，用于钛合金管材塑性成形加工时的主要性能检测，具体涉及一种连续测定大塑性变形条件下钛合金管材收缩应变比变化的方法。
技术介绍
在航空、航天、能源等高
，钛合金弯管件是必不可少且广泛使用的一类零部件。收缩应变比是衡量金属管材变形性能的重要指标之一，其大小通常是以单向拉伸时试样的宽度方向应变和厚度方向应变的比值来表示，收缩应变比可表示为CSR。在现有的研究中，主要是根据航空标准SAE AS4076获得钛合金管材的收缩应变比。该方法是在试样拉伸变形至轴向标距的3.75%的工程应变水平时，测量其轴向标距和外径，从而计算出收缩应变比。然而，采用这种方法获得的收缩应变比仅仅是一个定值。另外，该方法中选取50mm作为管试样标距，这样仅仅可以获得塑性应变约为0.045左右大小的小塑性变形条件下的收缩应变比。然而，钛合金管材在实际弯曲成形过程中，随着塑性变形的进行，收缩应变比是不断变化的。当钛合金管材进行小弯曲半径、大弯曲角度弯曲成形时，在管材的弯曲外侧和弯曲内侧均会发生大的塑性变形，塑性应变可以达到0.170左右，甚至更高。如果采用小塑性变形条件下得到不变的收缩应变比来分析钛合金管材的弯曲变形，必然会给分析结果带来一定的误差。数字散斑测量法是通过图像匹配的方法，借助CCD相机观测物体表面并精确记录分析变形前后的散斑图像，来跟踪表面几何点运动以得到位移场，并在此基础上计算得到应变场。采用数字散斑测量法可直接获得小标距下钛合金管试样的周向应变和轴向应变。本专利技术选取1_作为钛合金管试样标距，通过对钛合金管试样在变形中的弹性应变进行修正，能够准确得到钛合金管材在每一变形量下的收缩应变比，从而获得钛合金管材在大塑性应变下变化的收缩应变比。
技术实现思路
为克服现有技术中存在的只能获得钛合金管材小塑性变形条件下不变的收缩应变比的不足，本专利技术提出了一种。本专利技术的具体步骤如下:步骤一，制作管试样。在所述管试样上确定两个标距点。在确定所述两个标距点时，以管试样长度方向的中心为基准，向该中心两侧各取0.5mm,分别作为标距点A和标距点B。标距点A和标距点B之间为管试样的标距，长度为U。在管试样两端内孔中装入支撑用的管塞。步骤二，装夹管试样。步骤三，拉伸试验。所述拉伸过程采用位移控制方式，并通过两只CCD相机分别获得管试样周向应变和轴向应变变化参数。单向拉伸的拉伸速度为2mm/min 4mm/min,步骤四，修正管试样周向应变。在修正管试样的周向应变中，根据确定的管试样在弹性阶段周向应变<、管试样在单向拉伸中相机所记录的周向应变ε。，通过式(3)修正管试样的周向应变；所述的权利要求1.一种，其特征在于，具体步骤如下: 步骤一，制作管试样； 在所述管试样上确定两个标距点；在确定所述两个标距点时，以管试样长度方向的 中心为基准，向该中心两侧各取0.5mm,分别作为标距点A和标距点B ;标距点A 和标距点B之间为管试样的标距，长度为Ltl ;在管试样两端内孔中装入支撑用的 管塞； 步骤二，装夹管试样； 步骤三，拉伸试验；所述拉伸过程采用位移控制方式，并通过两只CCD相机分别 获得管试样周向应变和轴向应变变化参数；单向拉伸的拉伸速度为2mm/min 4mm/min ； 步骤四，修正管试样周向应变；在修正管试样的周向应变中，根据确定的管试样在弹性阶段周向应变<、管试样在单向拉伸中相机所记录的周向应变e。，通过式 (3)修正管试样的周向应变； 所述的2.如权利要求1所述一种连续测定大塑性变形下钛合金管收缩应变比变化的方法，其特征在于，所述管塞位于管试样内一端的端面为圆弧面；位于管试样两端的管塞的圆弧面顶端处距标距点A 和标距点B的距离L2不小于管试样外径值的四分之一。全文摘要一种，按照国标GB/T228-2002中金属管试样的尺寸加工管试样。在拉伸试验机上按设定的拉伸速度进行拉伸试验。拉伸过程中管试样的周向应变和轴向应变的变化均通过CCD相机精确获得。对管试样在单向拉伸过程中利用相机精确测得管试样的周向应变和轴向应变值，并进行弹性修正，通过公式能够准确获得钛合金管材在拉伸过程中大塑性变形条件下的收缩应变比，并且钛合金管材的收缩应变比呈减小趋势，在管试样变形初始阶段，收缩应变比的下降趋势明显，在随后的变形中收缩应变比的下降趋势逐渐减小，在后面的变形中收缩应变比下降的趋势逐渐趋于稳定。文档编号G01N3/08GK103115817SQ20131002431公开日2013年5月22日 申请日期2013年1月23日 优先权日2013年1月23日专利技术者詹梅, 皇涛, 谭金强, 杨合 申请人:西北工业大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种获得钛合金管连续变化的收缩应变比的方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤一，制作管试样；在所述管试样上确定两个标距点；在确定所述两个标距点时，以管试样长度方向的中心为基准，向该中心两侧各取0.5mm，分别作为标距点A和标距点B；标距点A和标距点B之间为管试样的标距，长度为L0；在管试样两端内孔中装入支撑用的管塞；步骤二，装夹管试样；步骤三，拉伸试验；所述拉伸过程采用位移控制方式，并通过两只CCD相机分别获得管试样周向应变和轴向应变变化参数；单向拉伸的拉伸速度为2mm/min～4mm/min；步骤四，修正管试样周向应变；在修正管试样的周向应变中，根据确定的管试样在弹性阶段周向应变管试样在单向拉伸中相机所记录的周向应变εc，通过式（3）修正管试样的周向应变；所述的ϵce=-vσE---(1)在式（1）中，v为泊松比；σ为管试样在弹性阶段名义应力；E为弹性模量；所述的ϵc=ϵce+ϵcp---(2)在式（2）中，为管试样的周向塑性应变；通过式（3）修正管试样的周向应变ϵcp=ϵc+vσE---(3)步骤五，修正管试样轴向应变；在修正管试样的轴向应变中，根据确定的管试样在弹性阶段轴向应变管试样在单向拉伸中相机所记录的轴向应变εa，通过式（6）确定管试样的轴向塑性应变；所述的ϵae=σE---(4)所述的ϵa=ϵae+ϵap---(5)式（5）中，为管试样轴向塑性应变；通过式（6）确定管试样的轴向塑性应变ϵap=ϵa-σE---(6)步骤六，确定管试样的收缩应变比；通过公式（7）CSR=ϵcp-(ϵcp+ϵap)---(7)确定管试样的收缩应变比CSR。FDA00002765339600011.jpg,FDA00002765339600014.jpg,FDA00002765339600016.jpg,FDA00002765339600019.jpg...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：詹梅，皇涛，谭金强，杨合，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：