CN108195672A - 一种材料拉扭破坏应力及破坏面方向的预测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种材料拉扭破坏应力及破坏面方向的预测方法，该方法根据拉扭电子材料试验机及其配套的信号采集系统，对由同种材料加工而成的一组专用拉扭试件设计拉伸‑扭转组合变形加载方案，设定不同的拉扭加载速率对试件进行试验；联合材料破坏类型、组合变形及强度理论、试验所得最大轴力、最大扭矩，计算得到相应加载速率下材料的拉扭破坏应力及破坏面方向，并测量破坏面与横截面的夹角；基于最小二乘法原理建立破坏应力、破坏面方向关于拉伸加载速率、扭转加载速率的关系模型；依据相关性系数及实测破坏角验证该模型的可靠性，根据建立的模型可以预测不同加载速率下材料的破坏应力及破坏面方向，实现对金属材料的拉扭强度及安全做出预测。

Description

一种材料拉扭破坏应力及破坏面方向的预测方法
技术领域
本发明涉及一种金属材料在拉伸扭转加载条件下其破坏应力及破坏面方向关于拉伸加载速率、扭转加载速率关系模型的建立方法，尤其是一种不同加载速率下材料拉扭破坏应力及破坏面的预测方法，属于材料力学性能测试分析领域。
背景技术
金属材料在承受单一的轴向拉伸、弯曲、扭转等基本变形时的失效或破坏应力，可以比较方便地通过标准试件的试验获得。而在组合变形或复杂应力状态下的试验要比简单应力状态下的试验困难得多。目前，实验室往往很难完全再现实际应用中的复杂应力状态。况且，组合变形中应力组合的方式和比值，又有各种可能。如果像基本变形一样，完全靠试验来确定破坏应力，再建立强度条件，则必需对各种组合变形的应力状态一一进行试验，由于技术上的困难及工作量的繁重，这往往是很难实现的。
拉伸-扭转组合变形在工程中很常见，例如直升机上与螺旋桨相连的轴承受拉扭组合作用，钻探工程中在变形井眼中工作的钻杆承受拉(压)扭联合作用。学者们对作为飞机翼梁材料的航空铝合金进行了拉扭多轴疲劳试验研究，得到铝合金在不同载荷加载模式下材料的寿命规律。承受拉扭组合变形的构件，不同的拉伸、扭转加载速率以及两者载荷的不同比值、不同加载顺序等都对其破坏应力及破坏面产生不同程度的影响，当然不可能一一试验去得到破坏应力。目前，尚未有针对拉扭组合变形在不同加载条件下破坏应力的获取方法。因此，有必要依据现有试验条件，研究建立预测模型的方法，通过一些试验来建立经验公式或预测模型，从而得到不同加载条件下的破坏应力及破坏面方向，为建立拉扭组合变形的强度条件及疲劳寿命提供理论及试验依据。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的不足，提出一种材料拉扭破坏应力及破坏面方向的预测方法，该方法根据拉扭电子材料试验机及其配套的信号采集系统，对由同种材料加工而成的一组专用拉扭试件设计拉伸-扭转组合变形加载方案，设定不同的拉扭加载速率对试件进行拉扭组合变形试验；联合材料破坏类型、组合变形及强度理论、试验所得最大轴力、最大扭矩，获得相应加载速率下材料的拉扭破坏应力及破坏面方向试验值；观察试验后试件断裂破坏面，并用游标卡尺测取斜面长度以获得真实破坏方向角度，即破坏面与横截面的夹角；基于最小二乘法原理建立破坏应力、破坏面方向关于拉伸加载速率、扭转加载速率的关系模型；最后依据相关性系数及实测破坏角验证该模型的可靠性，根据建立的模型可以预测不同加载速率下材料的破坏应力及破坏面方位，实现对金属材料的拉扭强度及安全做出预测。
为了达到以上目的，本发明的技术方案如下：一种材料拉扭破坏应力及破坏面方向的预测方法，包括以下步骤：
第一步、设计并组建试验系统，所述试验系统包括拉扭电子材料试验机及其配套的信号采集系统，用于对由同种材料加工而成的一组专用拉扭试件进行拉伸-扭转载荷加载试验，并采集力学特征信号；计算机分析系统，用于根据采集的信号获取不同加载速率下试件破坏应力、破坏面方向；
第二步、加工试验用标准试件，将同一种金属材料按照设计要求尺寸加工，获得一组用于拉扭试验的专用试件；
第三步、设计拉扭组合加载方案并按照方案进行试验，设计一组不同水平的轴向位移、扭转角加载速率，并按照设定的加载速率进行拉伸扭转试验，实时采集试验过程中的力学信号，力学信号包括轴向拉力、轴向变形、扭矩、扭转角等；
第四步、基于采集的试验数据及材料力学理论，获得不同加载速率下试件的理论破坏应力及理论破坏面方向；
第五步、拉伸扭转试验结束后，观察试件的断裂破坏面，并测量破坏面的斜面长度，最后获取试件的破坏面与横截面之间的实际夹角(即实际破坏面方向)，实际破坏面方向用以与理论计算值相比较，验证后面拟合模型的可靠性及试验的科学性；
第六步、建立破坏应力、破坏面方向关于拉伸加载速率、扭转加载速率的关系模型，并获取相关性系数，然后依据相关性系数验证该模型的有效性，同时根据建立的模型预测不同加载速率下材料的破坏应力及破坏面方向，以便于对材料的拉扭强度及安全性作出预测。
本发明的方法基于采集的最大轴向拉力、扭矩等信号以及材料力学理论计算试件拉扭破坏应力及破坏面方向，通过实测表明实际破坏面方向与基于试验采集数据及材料力学理论计算得到的破坏面方向误差较小，然后基于最小二乘法原理运用MATLAB编程拟合实现建立破坏应力、破坏面方向关于拉伸加载速率、扭转加载速率的关系模型，并依据相关性系数验证该模型的有效性，从而更具建立的关系模型预测不同加载速率下试件的破坏应力及破坏面方向。因此，不同金属材料可参照上述方法建立各自的破坏应力、破坏面方向关于拉伸加载速率、扭转加载速率的关系模型，并得到不同加载速率下同种金属材料试件的破坏应力、破坏面方向，进而实现对金属材料的拉扭强度及安全作出预测。
进一步的，在第三步的拉伸扭转试验过程中，向试件施加的轴向拉力、扭矩均采用变形速率加载及控制方式，轴向拉力与扭矩同时加载，并且设计四级及以上的变形速率水平。
进一步的，所述试件为同一种材料、同批次加工得到的，与拉扭电子材料试验机的拉扭加载专用夹头配套的标准试件。
进一步，第四步中，基于试验数据的理论拉扭破坏应力及理论破坏面方向的获取方法具体如下：
(一)当试件为脆性材料(呈现脆性断裂破坏特征)时，将试件断裂时的理论破坏应力记为σ1，结合试验数据并根据(1)式计算试件断裂时的理论破坏应力，
将试件断裂时的理论破坏面方向(即试件的破坏面与横截面之间的夹角)记为α0，结合试验数据并根据(2)式计算试件断裂时的理论破坏面方向，
其中，σm为同一加载速率试验过程中的最大轴向拉伸正应力，τm为同一加载速率试验过程中试件在扭矩作用下横截面上的最大扭转切应力；
㈡当试件为塑性材料(呈现塑性屈服或明显塑性变形现象等失效特征)时，将试件拉扭破坏时的理论破坏应力(即同一加载速率试验过程中的最大剪应力)记为τmax，结合试验数据并根据(3)式计算试件拉扭破坏时的理论破坏应力，
将试件拉扭破坏时的理论破坏面方向(即试件的破坏面与横截面之间的夹角)记为α1，结合试验数据并根据(4)式计算试件拉扭破坏时的理论破坏面方向，
其中，σm为同一加载速率试验过程中的最大轴向拉伸正应力，τm为同一加载速率试验过程中试件在扭矩作用下横截面上的最大扭转切应力。
再进一步的，在步骤㈠、㈡中，当轴向拉力为最大轴向拉力时，根据(5)式计算对应的最大轴向拉伸正应力σm，
其中，Fm为同一加载速率下试验过程中所采集的最大轴向拉力，A0为加载试验前试件标距内的原始横截面面积。
更进一步的，在步骤㈠中，由最大扭矩Tm，根据(6)式计算同一加载速率试验过程中试件表面的最大扭转切应力τm，
其中，Tm为同一加载速率下试验过程中所采集的最大扭矩，d0为加载试验前试件标距内的初始直径；
在步骤㈡中，根据(7)式计算同一加载速率试验过程中试件表面的最大扭转切应力τm，
其中，Tm为同一加载速率下试验过程中所采集的最大扭矩，d0为加载试验前试件标距内的初始直径(初始直径取平均值)。
进一步的，第五步中，获取试件破坏面与横截面之间的实际夹角的具体方法如下：采用游标卡尺测量试件破坏面的斜面长度，然后根据(8)式计算出该斜面与试件横截面的夹角，即为实际破坏面方向的角度值，
其中，θ为实际破坏面方向的角度(即试件的破坏面与横截面之间的夹角)，l斜面为试件破坏面的斜面长度。
进一步的，第六步中，破坏应力、破坏面方向关于拉伸加载速率、扭转加载速率的关系模型的建立方法，包括如下步骤：
⑴当试件为脆性材料时，假设试件拉扭破坏应力关于拉伸加载速率、扭转加载速率的拟合关系为
当试件为塑性材料时，假设试件拉扭破坏应力关于拉伸加载速率、扭转加载速率的拟合关系为
其中，v为拉伸变形的加载速率，γ为扭转变形的加载速率，为试件为脆性材料时拉扭破坏应力的拟合值，为试件为塑性材料时拉扭破坏应力的拟合值，C、y、w为待定参数；
⑵假设试件破坏面方向关于拉伸加载速率、扭转加载速率的拟合关系为
其中，v为拉伸变形的加载速率，γ为扭转变形的加载速率，为试件破坏面方向(即试件破坏面与横截面之间的夹角)的拟合值，C1、y1、w1为待定参数；
⑶当试件为脆性材料时，对式(9-1)两边取对数，得到试件拉扭破坏应力拟合值的对数，并将试件拉扭破坏应力拟合值的对数记为然后获得破坏应力拟合值与由式(1)计算得到的理论值的对数差其中lnσ1为当试件为脆性材料时理论破坏应力σ1的对数，即将试验所得最大轴力代入式(1)计算后得到的应力值σ1，再对σ1取对数得到；当材料为塑性材料时，对式(9-2)两边取对数，得到试件拉扭破坏应力拟合值的对数，并将试件拉扭破坏应力拟合值的对数记为然后获得破坏应力拟合值与由式(3)计算得到的理论值的对数差其中lnτmax为当试件为塑性材料时理论破坏应力τmax的对数，即将试验所得最大扭矩代入式(3)计算得到应力值τmax，再对τmax取对数得到；
⑷对式(10)两边取对数，得到试件破坏面方向拟合值的对数，并将试件破坏面方向拟合值的对数记为当试件为脆性材料时，获得同种材料在破坏面方向拟合值与由式(2)计算得到的理论值的对数差lnα0为试件为脆性材料时理论破坏面方向的α0的对数，即将试验所得最大轴力及扭矩代入式(2)计算得到角度值α0，再对α0取对数得到；当材料为塑性材料时，获得破坏面方向拟合值与由式(4)计算得到的理论值的对数差lnα1为试件为塑性材料时理论破坏面方向α1的对数，即将试验所得最大轴力及扭矩代入式(4)计算得到角度值α1，再对α1取对数得到；
⑸基于最小二乘法原理，计算步骤⑶、⑷中破坏应力拟合值与理论值的对数差的平方和以及破坏面方向拟合值与理论值的对数差的平方和，然后根据上述平方和获得式(9-1)、(9-2)中待定参数C、y、w的值，以及式(10)中待定参数C1、y1、w1的值，最后获得破坏应力、破坏面方向关于拉伸加载速率、扭转加载速率的拟合关系模型。
更进一步的，第六步中，计算相关性系数，并根据相关性系数分析拟合关系模型有效性的具体方法如下：列出不同加载速率试验过程中的理论破坏应力值序列和破坏应力拟合值序列，并计算二者之间的相关性系数，当该相关性系数高于0.85，则建立的拟合关系模型可靠；列出不同加载速率试验过程中的理论破坏面方向序列和破坏面方向拟合值序列，并计算二者之间的相关性系数，当该相关性系数高于0.85，则建立的拟合关系模型可靠，可由该拟合关系模型预测得到其他加载速率下的破坏应力及破坏面方向。
本发明的优点是给出了一种科学计算材料拉扭破坏应力及破坏面方向的方法，尤其是破坏面方向与实测角度非常接近，这种预测方法也适用于常用的工程材料；对于同种材料，可通过少量试件的拉扭试验建立一个材料破坏应力及破坏面方向的预测模型，以实现预测不同拉伸、扭转加载速率下的破坏应力和破坏面方向，适用于不同金属材料的拉扭破坏应力及破坏面方向的预测，具有较强的灵活性和通用性，操作方便，大大减少了试验所需成本。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
图1为本发明中材料拉扭试验系统的工作原理图。
图2为本发明中金属拉扭标准试件的结构图。
图3为本发明中铸铁轴向拉力-轴向变形曲线图。
图4为本发明中碳钢轴向拉力-轴向变形曲线图。
图5为本发明中铝合金轴向拉力-轴向变形曲线图。
图6为本发明中铸铁扭矩-扭转角曲线图。
图7为本发明中碳钢扭矩-扭转角曲线图。
图8为本发明中铝合金扭矩-扭转角曲线图。
图9为本发明中四种加载速率下铸铁破坏应力的试验变化曲线图。
图10为本发明中四种加载速率下碳钢破坏应力的试验变化曲线图。
图11为本发明中四种加载速率下铝合金破坏应力的试验变化曲线图。
图12为本发明中四种加载速率下铸铁破坏面方向的试验变化曲线图。
图13为本发明中四种加载速率下碳钢破坏面方向的试验变化曲线图。
图14为本发明中四种加载速率下铝合金破坏面方向的试验变化曲线图。
图15为本发明中四种加载速率下铸铁破坏应力的对比曲线图。
图16为本发明中四种加载速率下碳钢破坏应力的对比曲线图。
图17为本发明中四种加载速率下铝合金破坏应力的对比曲线图。
图18为本发明中四种加载速率下铸铁破坏面方向的对比曲线图。
图19为本发明中四种加载速率下碳钢破坏面方向的对比曲线图。
图20为本发明中四种加载速率下铝合金破坏面方向的对比曲线图。
图21为本发明中四种加载速率下铸铁破坏面方向的试验计算值、实测值与拟合值对比曲线图。
图22为本发明中四种加载速率下碳钢破坏面方向的试验计算值、实测值与拟合值对比曲线图。
图23为本发明中四种加载速率下铝合金破坏面方向的试验计算值、实测值与拟合值对比曲线图。
图24为本发明中试件拉扭示意图。
图25为本发明中试件表面某一点单元体应力分析图。
图26为本发明中试件断裂破坏面方向分析图。
具体实施方式
本发明提供一种不同加载速率下材料拉扭破坏应力及破坏面方向的预测方法，包括以下步骤：
第一步、设计并组建试验系统，如图1所示，试验系统包括拉扭电子材料试验机及其配套的信号采集系统，用于对由同种材料加工而成的一组专用拉扭试件进行拉伸-扭转载荷加载试验，并采集力学特征信号；计算机分析系统，用于根据采集的信号获取不同加载速率下试件破坏应力、破坏面方向。
第二步、加工试验用标准试件，将同一种金属材料按照设计要求尺寸加工，获得至少4件用于拉扭试验的专用试件。试件为同一种金属材料、同批次加工得到的，与拉扭电子材料试验机的拉扭加载专用夹头配套的标准试件(见图2)。
第三步、设计拉扭组合加载方案并按照方案进行试验，设计至少四级不同水平的轴向位移、扭转角加载速率，并按照设定的加载速率进行拉伸扭转试验，实时采集试验过程中的力学信号，力学信号包括轴向拉力、轴向变形、扭矩、扭转角等。在拉伸扭转试验过程中，向试件施加的轴向拉力、扭矩均采用变形速率加载及控制方式，轴向拉力与扭矩同时加载，并且设计四级以上(包括四级)的变形速率水平。
第四步、基于采集的试验数据及材料力学理论，获得不同加载速率下试件的理论破坏应力及理论破坏面方向。结合材料破坏类型、组合变形及强度理论、试验所得最大轴向拉力及最大扭矩，计算得到相应加载速率下拉扭破坏应力及破坏面方向，具体方法如下：
如图24所示，试件在拉力F及力偶M作用下产生拉扭组合变形，而应力最大的点在试件表面，图24中试件表面一点A的单元体应力分布如图25所示，当σy＝0时，试件在拉力F作用下，其横截面上的正应力为：在力偶矩M的作用下，扭矩T＝M，横截面上A点的剪应力τxy为：其中扭矩T的大小等于力偶矩M的大小，那么抗扭截面模量Wt的表达式为：其中d为试件横截面直径，Wt为抗扭截面模量(或系数)，其单位为m3。根据材料力学中平面应力状态理论得到经过A点的各斜截面上的最大正应力σ1及最大剪应力τmax。最大正应力即主应力的计算公式为：正应力方向即主方向的计算公式为：最大剪应力τmax的计算公式为：最大剪应力τmax所在面与横截面的夹角α1满足
当试件为脆性材料(材料呈现脆性断裂破坏特征)时，按最大拉应力理论确定强度条件。将试件断裂时的理论破坏应力记为σ1，将试件断裂时的理论破坏面方向(即试件的破坏面与横截面之间的夹角)记为α0，根据式和式可得到试件破坏应力σ1及应力主方向α0的计算公式：根据式计算试件断裂时的理论破坏应力(即基于试验数据的应力计算值，简称试验计算值)；根据式计算试件断裂时的理论破坏面方向(即角度的试验计算值)。其中，σm为同一材料、同一加载速率试验过程中的最大轴向拉伸正应力，Fm为同一材料、同一加载速率下试验过程中所采集的最大轴向拉力，A0为加载试验前试件标距内的原始横截面面积；τm为同一材料、同一加载速率试验过程中试件在扭矩作用下横截面上的最大扭转切应力，Tm为同一材料、同一加载速率下试验过程中所采集的最大扭矩，d0为加载试验前试件标距内的初始直径(取平均值)。
当试件为塑性材料(材料呈现塑性屈服或明显塑性变形现象等失效特征)时，按最大剪应力理论确定强度条件。将试件拉扭破坏时的理论破坏应力(即同一材料、同一加载速率试验过程中的最大剪应力)记为τmax，将试件拉扭破坏时的理论破坏面方向(即试件的破坏面与横截面之间的夹角)记为α1，根据式和式得到试件破坏应力τmax及破坏面方向α1的计算公式：根据式计算试件拉扭破坏时的理论破坏应力(即应力的试验计算值)，根据式计算试件拉扭破坏时的理论破坏面方向(即角度的试验计算值)。其中，σm为同一材料、同一加载速率试验过程中的最大轴向拉伸正应力，Fm为同一材料、同一加载速率下试验过程中所采集的最大轴向拉力，A0为加载试验前试件标距内的原始横截面面积；τm为同一材料、同一加载速率试验过程中试件在扭矩作用下横截面上的最大扭转切应力，Tm为同一材料、同一加载速率下试验过程中所采集的最大扭矩，d0为加载试验前试件标距内的初始直径(取平均值)。
第五步、拉伸扭转试验结束后，观察试件的断裂破坏面，并测量破坏面的斜面长度，最后获取试件的破坏面与横截面之间的实际夹角(即实际破坏面方向)。获取试件破坏面与横截面之间的实际夹角的具体方法如下：如图26所示，采用游标卡尺测量试件破坏面的斜面长度，然后根据(8)式(即)计算出斜面长度的反余弦角度，即为实际破坏面方向的角度值(又叫实测值)，其中θ为实际破坏面方向的角度(即试件的破坏面与横截面之间的夹角)，l斜面为试件破坏面的斜面长度，d为试件的标准直径。
第六步、基于最小二乘法原理建立破坏应力、破坏面方向关于拉伸加载速率、扭转加载速率的关系模型，利用MATLAB软件编程求解关系模型中的未知参数，得到一个材料破坏应力及破坏面方向关于拉伸加载速率、扭转加载速率的多元回归模型。
当试件为脆性材料时，假设试件拉扭破坏应力关于拉伸加载速率、扭转加载速率的拟合关系为v为拉伸变形的加载速率，γ为扭转变形的加载速率，为试件为脆性材料时拉扭破坏应力的拟合值，C、y、w为待定参数。计算破坏应力关于v、γ的模型中待定参数C、y、w，首先对式两端取对数得到试件拉扭破坏应力拟合值的对数，并将该对数记为且其次设定加载试验次数为n，为了便于说明及编程，将各次试验结束后根据试验采集数据Fm、Tm值按照式计算得到的破坏应力(最大正应力σ1)记为σi(i＝1、2…n)；再次获得试验中破坏应力拟合值(即预测值)与基于试验计算得到的理论值的对数差且其中lnσi为试件为脆性材料时理论破坏应力σi的对数，即将试验所得最大轴力代入式(1)计算后得到的应力值σ1，再对σ1取对数得到；然后由最小二乘法原理，计算各次试验中上述对数差的总平方和，记为
令上式中lnC＝η；最后根据
获得下面三式：
将上面三式转换成矩阵方程：
利用试验数据及加载速率通过MATLAB软件编程(程序1)解出未知参数y、w、η，进而得到模型中待定参数y、w、C的值。将上述y、w、C值以及拉伸加载速率、扭转加载速率代入式中，获得破坏应力的拟合值，然后将上述拟合值与根据试验数据计算得到的破坏应力(试验计算值)进行比较，得到不同加载速率试验过程中的理论破坏应力值序列和破坏应力拟合值序列，然后计算二者之间的相关性系数，在MATLAB编程语言中，对于一般的矩阵X，执行A＝corrcoef(X)后，A中每个值的所在行a和列b，反应的是原矩阵X中相应的第a个列向量和第b个列向量的相似程度(即相关系数)，该功能同样也在程序2中适用：[R,P]＝corrcoef(x1,y1)；根据MATLAB编程(程序2，程序2用于计算相关性系数)求得对应的相关性系数。依据相关性系数验证该模型的有效性，当该相关性系数高于0.85，则建立的拟合关系模型比较有效、可靠，那就可以根据建立的模型预测不同加载速率下材料的破坏应力，以便于对材料的拉扭强度及安全性作出预测。
当试件为塑性材料时，假设试件拉扭破坏应力关于拉伸加载速率、扭转加载速率的拟合关系为v为拉伸变形的加载速率，γ为扭转变形的加载速率，为试件为塑性材料时拉扭破坏应力的拟合值，C、y、w为待定参数。计算破坏应力关于v、γ的模型中待定参数C、y、w，首先对式两端取对数得到试件拉扭破坏应力拟合值的对数，并将该对数记为且其次设定加载试验次数为n，为了便于说明及编程，将各次试验结束后根据试验采集数据Fm、Tm值按照式计算得到的破坏应力(最大剪应力τmax)记为σi(i＝1、2…n)；再次获得试验中破坏应力拟合值(即预测值)与基于试验计算得到的理论值的对数差且其中lnτmax为试件为塑性材料时理论破坏应力τmax的对数，由式(3)代入试验最大扭矩计算后得到的应力值τmax，再对τmax取对数得到；然后由最小二乘法原理，计算各次试验中上述对数差的总平方和，记为
令上式中lnC＝η；
最后根据获得下面三式：
将上面三式转换成矩阵方程：
利用试验数据及加载速率通过MATLAB软件编程(即程序1，程序1用于计算预测模型待定参数)解出未知参数y、w、η，进而得到模型中待定参数y、w、C的值。将上述y、w、C值以及拉伸加载速率、扭转加载速率代入式中，获得破坏应力的拟合值，然后将上述拟合值与根据试验数据计算得到的破坏应力(试验计算值)进行比较，得到不同加载速率下的破坏应力值(试验计算值)序列和破坏应力拟合值序列，然后计算二者之间的相关性系数，在MATLAB编程语言中，对于一般的矩阵X，执行A＝corrcoef(X)后，A中每个值的所在行a和列b，反应的是原矩阵X中相应的第a个列向量和第b个列向量的相似程度(即相关系数)，该功能同样也在程序2中适用：[R,P]＝corrcoef(x1,y1)；根据MATLAB编程(程序2)求得对应的相关性系数。依据相关性系数验证该模型的有效性，当该相关性系数高于0.85，则建立的拟合关系模型有效、可靠，那就可以根据建立的模型预测不同加载速率下材料的破坏应力，以便于对材料的拉扭强度及安全性作出预测。
另外，假设试件破坏面方向关于拉伸加载速率、扭转加载速率的拟合关系为v为拉伸变形的加载速率，γ为扭转变形的加载速率，为试件破坏面方向(即试件破坏面与横截面之间的夹角)的拟合值，C1、y1、w1为待定参数。计算破坏面方向关于v、γ的模型中待定参数C1、y1、w1，对式两端取对数，得到试件破坏面方向拟合值的对数，并将该对数记为 的计算公式如下：当试件为脆性材料时，设定加载试验次数为n，为了便于说明及编程，将各次试验结束后根据试验采集数据Fm、Tm值，按照式计算得到各次试验中的破坏面方向记为α0i为对应四种加载速率下脆性材料的角度值(i＝1、2…n)；获得试验中破坏面方向拟合值与基于试验计算得到的破坏面角度理论值的对数差且lnα0为试件为脆性材料时理论破坏面方向的α0的对数，lnα0是由式(2)代入试验所得最大轴力及扭矩计算后得到的角度值α0，再对α0取对数得到的；然后由最小二乘法原理，计算各次试验中上述对数差的总平方和，记为令上式中lnC1＝η1；最后根据获得下面三式：
将上面三式转换成矩阵方程：
利用试验数据及加载速率通过MATLAB软件编程(程序1)解出未知参数y1、w1、η1，进而得到模型中待定参数y1、w1、C1的值。当材料为塑性材料时，设定加载试验次数为n，为了便于说明及编程，将各次试验结束后根据试验采集数据Fm、Tm值按照式计算得到的破坏面方向记为α1i(i＝1、2…n)，设计四级加载方案，α1i为对应四种加载速率下塑性材料的破坏面角度值；获得试验中破坏破坏面方向拟合值(即预测值)与基于试验计算得到的理论值的对数差且lnα1即试件为脆性材料时理论破坏面方向的α1的对数，lnα1是由式(4)代入试验最大轴力及扭矩计算后得到的角度值α1，再对α1取对数得到；然后由最小二乘法原理，计算各次试验中上述对数差的总平方和，记为
令上式中lnC1＝η1；最后根据
获得下面三式：
将上面三式转换成矩阵方程：
利用试验数据及加载速率通过MATLAB软件编程(程序1)解出未知参数y1、w1、η1，进而得到模型中待定参数y1、w1、C1的值。将上述y1、w1、C1值以及拉伸加载速率、扭转加载速率代入式中，获得破坏面方向的拟合值，然后将上述拟合值与根据试验数据计算得到的破坏面方向(试验计算值)进行比较，得到不同加载速率试验过程中的理论破坏面方向值序列和破坏面方向拟合值序列，然后计算二者之间的相关性系数，在MATLAB编程语言中，对于一般的矩阵X，执行A＝corrcoef(X)后，A中每个值的所在行a和列b，反应的是原矩阵X中相应的第a个列向量和第b个列向量的相似程度(即相关系数)，该功能同样也在程序2中适用：
[R,P]＝corrcoef(x1,y1)；根据MATLAB编程(程序2)求得对应的相关性系数。依据相关性系数验证该模型的有效性，当该相关性系数高于0.85，则建立的拟合关系模型有效、可靠，那就可以根据建立的模型预测不同加载速率下材料的破坏面方向，以便于对材料的拉扭强度及安全性作出预测。
实施例1
本实施例的一种不同加载速率下材料拉扭破坏应力及破坏面方向的预测方法，具体步骤如下：
选取铸铁、碳钢、铝合金三种金属材料的拉扭试件，按照表1的试验方案进行拉伸扭转试验，每种金属材料进行4次不同拉扭加载速率试验，一共进行12次拉扭加载试验。将铸铁试件编号为Z1～Z4，碳钢试件编号为T1～T4，铝合金试件编号为L1～L4。具体的加载速率和加载路径方案分别见表1。
表1铸铁、碳钢和铝合金拉伸扭转的加载速率方案
根据表1中的试验方案，对铸铁和碳钢、铝合金3种金属材料分别进行4种不同拉扭加载速率的拉扭加载试验，基于试验数据绘制轴向拉力-轴向变形曲线、扭矩-扭转角曲线(见图3～8)。
然后，结合材料破坏类型、组合变形及强度理论、试验所得最大轴力及最大扭矩，计算得到三种金属材料相应加载速率下材料的拉扭破坏应力(试验计算值)σ1及破坏面方向(试验计算值)α0，具体数值见表2、3。
表2铸铁破坏应力试验计算值、破坏方向的试验计算值与实测值及误差值
表2给出了铸铁材料的扭转破坏应力试验计算值、破坏面方向试验值以及破坏面方向实测值，同时还给出了破坏面方向试验计算值与实测值的误差，其中破坏应力试验计算值、破坏面方向试验计算值和破坏面方向实测值分别记为σ1、α0和α实测。
表3碳钢、铝合金破坏应力试验计算值、破坏方向的试验计算值与实测值
及误差值
表3给出了碳钢和铝合金材料的扭转破坏应力试验计算值、破坏面方向试验计算值与破坏面方向实测值，同时给出了破坏面方向试验计算值与实测值的误差，其中破坏应力试验计算值、破坏面方向试验计算值和破坏面方向实测值分别记为τmax、α1和α实测。
绘制四种加载速率下的金属材料的破坏应力曲线(见图9～11所示)，以及破坏面方向曲线(见图12～14所示)。基于最小二乘法，运行Matlab软件的程序1和程序2并调用表4和表5中的试验拉伸加载速率、扭转加载速率，分别得到对应不同拉扭加载速率下的破坏应力拟合值(或)、以及破坏面方向拟合值(见表4和表5)。同时得到对应的C、y、w、R及P值，如表6和表7所示。
表4铸铁破坏应力与破坏方向的拟合值
表5碳钢和铝合金破坏剪应力与破坏方向的拟合值
表6金属材料破坏应力拟合相关性结果
表7金属材料破坏面方向拟合相关性结果
由表6与表7可以看出，材料破坏应力预测值与试验计算值以及破坏面方向预测值与试验计算值的相关性系数均高于0.85，因而可以判断预测模型的可靠性较高，说明该预测方法是可行的。
根据表2、表3、表4和表5数据绘制四种加载速率下不同材料试件破坏应力拟合值(预测值)与试验计算值的对比曲线(见图15～17)，以及破坏面方向拟合值(预测值)与试验计算值的对比曲线(见18～20)。同时绘制不同材料由拉伸加载速率、扭转加载速率得到的试件破坏面方向试验计算值、实测值和拟合值的对比曲线(见图21～23)。
综上可知，根据材料的拉伸加载速率及扭转加载速率可以建立材料的破坏应力及方向与拉伸扭转加载速率的关系模型。由本实施例的模型，利用材料的拉伸扭转加载速率预估其对应的破坏应力及破坏面方向，实现对材料的强度及安全性做出预测。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
程序1
clear all；close all；clc；
num＝4；％n为数据的个数。
v＝[0.15,0.20,0.25,0.30]；％v每次试验的拉伸加载速率。
γ＝[0.45,0.60,0.75,0.90]；％γ每次试验的扭转加载速率。
Detσ1＝[113.45,115.63,121.01,118.95]；％detσ1i每次试验计算得到的破坏应力。
D＝[0,0,0；0,0,0；0,0,num]；
F＝[0；0；0]；
for i＝1:num
D(1,1)＝D(1,1)+(log(v(1,i)))^2；
D(1,2)＝D(1,2)+log(h(1,i))*log(v(1,i))；
D(1,3)＝D(1,3)+log(v(1,i))；
D(2,2)＝D(2,2)+(log(h(1,i)))^2；
D(2,3)＝D(2,3)+log(h(1,i))；
F(1,1)＝F(1,1)+log(detσ(1,i))*log(v(1,i))；
F(2,1)＝F(2,1)+log(detσ(1,i))*log(h(1,i))；
F(3,1)＝F(3,1)+log(detσ(1,i))；
end
D(2,1)＝D(1,2)；
D(3,1)＝D(1,3)；
D(3,2)＝D(2,3)；
E＝D\F；
y＝E(1,1)；
w＝E(2,1)；
C＝exp(E(3,1))。
程序2
for i＝1:num
(i)＝C*v(i)^y*a(i)^w；是破坏应力拟合值
end
disp(detσ1i)；
x1＝detσ1i；％试验计算得到的破坏应力序列
％破坏应力拟合值序列
[R,P]＝corrcoef(x1,y1)；
％R％试验计算得到的破坏应力序列与拟合破坏应力值序列的相关性系数
％P％相关性为零的概率值
bh＝[Z1,Z2,Z3,Z4]；％bh试件编号
plot(bh,z1,'bx-','linewidth',2.5,'MarkerEdgeColor','k','MarkerFaceColor','m','Marke rSize',10)；
hold on；plot(bh,z2,'r+-','linewidth',2.5,'MarkerEdgeColor','k','MarkerFaceColor','m','MarkerSize',10)；
grid on；
xlabel('v(10-3mm/min)')；
ylabel('σb/MPa')；
h＝legend('试验计算值','拟合值',0)。

Claims (9)

1.一种材料拉扭破坏应力及破坏面方向的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步、设计并组建试验系统，所述试验系统包括拉扭电子材料试验机及其配套的信号采集系统，用于对由同种材料加工而成的一组专用拉扭试件进行拉伸-扭转载荷加载试验，并采集力学特征信号；计算机分析系统，用于根据采集的信号获取不同加载速率下试件破坏应力、破坏面方向；
第二步、加工试验用标准试件，将同一种金属材料按照设计要求尺寸加工，获得一组用于拉扭试验的专用试件；
第三步、设计拉扭组合加载方案并按照方案进行试验，设计一组不同水平的轴向位移、扭转角加载速率，并按照设定的加载速率进行拉伸扭转试验，实时采集试验过程中的力学信号，力学信号包括轴向拉力、轴向变形、扭矩、扭转角等；
第四步、基于采集的试验数据及材料力学理论，获得不同加载速率下试件的理论破坏应力及理论破坏面方向；
第五步、拉伸扭转试验结束后，观察试件的断裂破坏面，并测量破坏面的斜面长度，最后获取试件的破坏面与横截面之间的实际夹角；
第六步、建立破坏应力、破坏面方向关于拉伸加载速率、扭转加载速率的关系模型，并获取相关性系数，然后依据相关性系数验证该模型的有效性，同时根据建立的模型预测不同加载速率下材料的破坏应力及破坏面方向，以便于对材料的拉扭强度及安全性作出预测。
2.根据权利要求1所述一种材料拉扭破坏应力及破坏面方向的预测方法，其特征在于，在第三步的拉伸扭转试验过程中，向试件施加的轴向拉力、扭矩均采用变形速率加载及控制方式，轴向拉力与扭矩同时加载，并且设计四级及以上的变形速率水平。
3.根据权利要求1所述一种材料拉扭破坏应力及破坏面方向的预测方法，其特征在于，所述试件为同一种材料、同批次加工得到的，与拉扭电子材料试验机的拉扭加载专用夹头配套的标准试件。
4.根据权利要求1所述一种材料拉扭破坏应力及破坏面方向的预测方法，其特征在于，第四步中，基于试验数据的理论拉扭破坏应力及理论破坏面方向的获取方法具体如下：
㈠当试件为脆性材料时，将试件断裂时的理论破坏应力记为σ1，结合试验数据并根据(1)式计算试件断裂时的理论破坏应力，
将试件断裂时的理论破坏面方向记为α0，结合试验数据并根据(2)式计算试件断裂时的理论破坏面方向，
其中，σm为同一加载速率试验过程中的最大轴向拉伸正应力，τm为同一加载速率试验过程中试件在扭矩作用下横截面上的最大扭转切应力；
㈡当试件为塑性材料时，将试件拉扭破坏时的理论破坏应力记为τmax，结合试验数据并根据(3)式计算试件拉扭破坏时的理论破坏应力，
将试件拉扭破坏时的理论破坏面方向记为α1，结合试验数据并根据(4)式计算试件拉扭破坏时的理论破坏面方向，
其中，σm为同一加载速率试验过程中的最大轴向拉伸正应力，τm为同一加载速率试验过程中试件在扭矩作用下横截面上的最大扭转切应力。
5.根据权利要求4所述一种材料拉扭破坏应力及破坏面方向的预测方法，其特征在于，在步骤㈠、㈡中，当轴向拉力为最大轴向拉力时，根据(5)式计算对应的最大轴向拉伸正应力σm，
其中，Fm为同一加载速率下试验过程中所采集的最大轴向拉力，A0为加载试验前试件标距内的原始横截面面积。
6.根据权利要求4所述一种材料拉扭破坏应力及破坏面方向的预测方法，其特征在于，在步骤㈠中，由最大扭矩Tm，根据(6)式计算同一加载速率试验过程中试件表面的最大扭转切应力τm，
其中，Tm为同一加载速率下试验过程中所采集的最大扭矩，d0为加载试验前试件标距内的初始直径；
在步骤㈡中，根据(7)式计算同一加载速率试验过程中试件表面的最大扭转切应力τm，
其中，Tm为同一加载速率下试验过程中所采集的最大扭矩，d0为加载试验前试件标距内的初始直径。
7.根据权利要求1所述一种材料拉扭破坏应力及破坏面方向的预测方法，其特征在于，第五步中，获取试件破坏面与横截面之间的实际夹角的具体方法如下：测量试件破坏面的斜面长度，然后根据(8)式计算出斜面与横截面的夹角，即为实际破坏面方向的角度值，
其中，θ为实际破坏面方向的角度，l斜面为试件破坏面的斜面长度，d为试件的直径。
8.根据权利要求1所述一种材料拉扭破坏应力及破坏面方向的预测方法，其特征在于，第六步中，破坏应力、破坏面方向关于拉伸加载速率、扭转加载速率的关系模型的建立方法，包括如下步骤：
⑴当试件为脆性材料时，假设试件拉扭破坏应力关于拉伸加载速率、扭转加载速率的拟合关系为
当试件为塑性材料时，假设试件拉扭破坏应力关于拉伸加载速率、扭转加载速率的拟合关系为
其中，v为拉伸变形的加载速率，γ为扭转变形的加载速率，为试件为脆性材料时拉扭破坏应力的拟合值，为试件为塑性材料时拉扭破坏应力的拟合值，C、y、w为待定参数；
⑵假设试件破坏面方向关于拉伸加载速率、扭转加载速率的拟合关系为
其中，v为拉伸变形的加载速率，γ为扭转变形的加载速率，为试件破坏面方向的拟合值，C1、y1、w1为待定参数；
⑶当试件为脆性材料时，对式(9-1)两边取对数，得到试件拉扭破坏应力拟合值的对数，并将试件拉扭破坏应力拟合值的对数记为且然后获得破坏应力拟合值与理论值的对数差其中lnσ1为当试件为脆性材料时理论破坏应力σ1的对数；当材料为塑性材料时，对式(9-2)两边取对数，得到试件拉扭破坏应力拟合值的对数，并将试件拉扭破坏应力拟合值的对数记为且然后获得破坏应力拟合值与理论值的对数差其中lnτmax为当试件为塑性材料时理论破坏应力τmax的对数；
⑷对式(10)两边取对数，得到试件破坏面方向拟合值的对数，并将试件破坏面方向拟合值的对数记为且当试件为脆性材料时，获得破坏面方向拟合值与理论值的对数差lnα0为试件为脆性材料时理论破坏面方向的α0的对数；当材料为塑性材料时，获得破坏面方向拟合值与理论值的对数差lnα1为试件为塑性材料时理论破坏面方向α1的对数；
⑸基于最小二乘法原理，计算步骤⑶、⑷中破坏应力拟合值与理论值的对数差的平方和以及破坏面方向拟合值与理论值的对数差的平方和，然后根据上述平方和获得式(9-1)、(9-2)中待定参数C、y、w的值，以及式(10)中待定参数C1、y1、w1的值，最后获得破坏应力、破坏面方向关于拉伸加载速率、扭转加载速率的拟合关系模型。
9.根据权利要求8所述一种材料拉扭破坏应力及破坏面方向的预测方法，其特征在于，第六步中，计算相关性系数，并根据相关性系数分析拟合关系模型有效性的具体方法如下：列出不同加载速率试验过程中的理论破坏应力值序列和破坏应力拟合值序列，并计算二者之间的相关性系数，当该相关性系数高于0.85，则表明建立的拟合关系模型比较可靠；列出不同加载速率试验过程中的理论破坏面方向序列和破坏面方向拟合值序列，并计算二者之间的相关性系数，当该相关性系数高于0.85，则建立的拟合关系模型可靠，可由该拟合关系模型预测得到其他加载速率下的破坏应力及破坏面方向。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108956265A (zh) * 2018-07-27 2018-12-07 江苏师范大学 一种尼龙材料拉扭组合的屈服准则及其建立方法
CN110091216A (zh) * 2019-05-13 2019-08-06 江苏师范大学 铣削噪声与铣削振动的监测及其相关性分析系统及方法
CN110146388A (zh) * 2019-05-21 2019-08-20 东莞理工学院 一种薄层路面铺装的扭转剪切测试装置及测试方法
CN110793853A (zh) * 2019-11-08 2020-02-14 西安电子科技大学 基于基本力学参量的拉扭稳态循环应力应变建模方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2783316Y (zh) * 2005-04-11 2006-05-24 深圳高品检测设备有限公司 一种涂层力学性能试验装置
WO2013105995A2 (en) * 2011-02-25 2013-07-18 Board Of Supervisors Of Louisiana State University And Agricultural And Mechanical College Fatigue monitoring for composite materials
CN103471922A (zh) * 2013-09-30 2013-12-25 重庆大学 形状记忆合金拉扭实验观测装置及方法
US20150283959A1 (en) * 2010-08-24 2015-10-08 Saint-Gobain Glass France Method for selecting an interlayer for vibroacoustic damping, interlayer and glazing unit comprising such an interlayer
CN106840927A (zh) * 2016-12-22 2017-06-13 西南交通大学 拉扭复合微动疲劳试验设备及试验方法
CN107144639A (zh) * 2017-05-12 2017-09-08 江苏师范大学 一种煤样强度与加载速率及声发射特征参数的耦合模型

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2783316Y (zh) * 2005-04-11 2006-05-24 深圳高品检测设备有限公司 一种涂层力学性能试验装置
US20150283959A1 (en) * 2010-08-24 2015-10-08 Saint-Gobain Glass France Method for selecting an interlayer for vibroacoustic damping, interlayer and glazing unit comprising such an interlayer
WO2013105995A2 (en) * 2011-02-25 2013-07-18 Board Of Supervisors Of Louisiana State University And Agricultural And Mechanical College Fatigue monitoring for composite materials
CN103471922A (zh) * 2013-09-30 2013-12-25 重庆大学 形状记忆合金拉扭实验观测装置及方法
CN106840927A (zh) * 2016-12-22 2017-06-13 西南交通大学 拉扭复合微动疲劳试验设备及试验方法
CN107144639A (zh) * 2017-05-12 2017-09-08 江苏师范大学 一种煤样强度与加载速率及声发射特征参数的耦合模型

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
喻秋 等: "不同拉扭加载速率下低碳钢力学特性试验研究", 《实验科学与技术》 *
张德智: "《实用机械学》", 31 December 1990 *
胡可 等: "《建筑力学》", 31 May 2012 *
蒋英礼 等: "《工程力学》", 31 August 2017 *
陈巨兵 等: "《工程力学实验教程》", 31 December 2007 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108956265A (zh) * 2018-07-27 2018-12-07 江苏师范大学 一种尼龙材料拉扭组合的屈服准则及其建立方法
CN110091216A (zh) * 2019-05-13 2019-08-06 江苏师范大学 铣削噪声与铣削振动的监测及其相关性分析系统及方法
CN110091216B (zh) * 2019-05-13 2021-06-01 江苏师范大学 铣削噪声与铣削振动的监测及其相关性分析系统及方法
CN110146388A (zh) * 2019-05-21 2019-08-20 东莞理工学院 一种薄层路面铺装的扭转剪切测试装置及测试方法
CN110793853A (zh) * 2019-11-08 2020-02-14 西安电子科技大学 基于基本力学参量的拉扭稳态循环应力应变建模方法
CN110793853B (zh) * 2019-11-08 2021-05-18 西安电子科技大学 基于基本力学参量的拉扭稳态循环应力应变建模方法

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