CN113218785B - 基于冲压试验的聚合物拉伸性能预测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于冲压试验的聚合物拉伸性能预测方法及系统，属于冲压成形工艺技术领域，基于冲压试验数据，将每个冲压速度下不同压头直径对应的屈服载荷与压头直径建立关系，对数据点进行拟合，得到压头直径与屈服载荷之间的线性拟合关系；基于单轴拉伸试验数据，结合所述线性拟合关系，建立冲压试验的冲压力学与单轴拉伸试验中屈服强度之间的关系；基于待预测聚合物的冲压试验数据，结合冲压试验的冲压力学与单轴拉伸试验中屈服强度之间的关系，获得待预测聚合物的屈服强度。本发明可以更快地利用冲压试验来表征聚合物的力学性能，更方便快捷，并且可以做微取样，大大降低成本，实现了将冲压试验技术推广应用到实际工程应用中去的目的。
Description
技术领域
本发明涉及冲压成形工艺技术领域，具体涉及一种基于冲压试验的聚合物拉伸性能预测方法及系统。
背景技术
聚乙烯是一种高分子聚合物材料，具有耐磨、耐腐蚀、耐冲击、化学稳定性好等优点，广泛应用于燃气管、水管等管道制造业中。近几年来，我国的燃气管道不断改进，其中，PE管道约占35％。PE管道作为燃气输送的重要载体，一旦发生失效和泄露，极易引起爆炸和火灾，严重影响人民的生命及财产安全。如今随着PE合成技术的发展，PE管道的力学性能得到了极大的提升，但失效破坏仍然时有发生。
针对PE等高分子聚合物的力学性能研究，常见的测试方法有切口恒载拉伸法、弯曲试件法、全切口蠕变试验法、球或销压法、吹塑容器法等。但这些方法均存在测试时间长、测试结果不准确的问题。最新研究中有学者采用冲压试验对其力学性能进行分析。
冲压试验和常规材料拉伸试验不同，它所需试样尺寸小，利用这一优势，冲压试验可以广泛地应用到一些难以取样或试样材料成本高、量少的场合,甚至可以直接从在役设备上取少量试样进行寿命和安全评估分析。而目前，冲压试验检测材料力学性能主要应用于金属材料，没有应用于对于聚乙烯等此类高分子聚合物拉伸性能的研究。因此，针对目前对聚乙烯力学性能的研究，需要一种方法精确定义冲压试验与单轴拉伸试验之间的相关性，从而证明利用冲压试验表征聚乙烯力学性能的适用性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于冲压试验的聚合物拉伸性能预测方法及系统，以解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：
第一方面，本发明提供一种基于冲压试验的聚合物拉伸性能预测方法，包括：
基于试样聚合物的冲压试验数据，将每个冲压速度下不同压头直径对应的屈服载荷与压头直径建立关系，对数据点进行拟合，得到压头直径与屈服载荷之间的线性拟合关系；
基于试样聚合物的单轴拉伸试验数据，结合所述线性拟合关系，建立冲压试验的冲压力学与单轴拉伸试验中屈服强度之间的关系；
基于待预测聚合物的冲压试验数据，结合冲压试验的冲压力学与单轴拉伸试验中屈服强度之间的关系，获得待预测聚合物的屈服强度。
优选的，基于冲压试验数据，将每个冲压速度下不同压头直径对应的屈服载荷与压头直径的值的一次幂建立关系，对数据点进行拟合，得到压头直径与屈服载荷之间的线性拟合关系。
优选的，基于冲压试验数据，将每个冲压速度下不同压头直径对应的屈服载荷与压头直径的值的二次幂建立关系，对数据点进行拟合，得到压头直径与屈服载荷之间的线性拟合关系。
优选的，基于冲压试验数据，将每个冲压速度下不同压头直径对应的屈服载荷与压头直径的值和屈服载荷对应的冲压位移的乘积建立关系，对数据点进行拟合，得到压头直径与屈服载荷之间的线性拟合关系。
优选的，获取试样聚合物的单轴拉伸试验数据包括：
利用电子万能试验机，对第一试样聚合物管材进行单轴拉伸试验，获得第一试样聚合物管材的不同拉伸速度下的多个第一屈服强度；
利用电子万能试验机，对第二试样聚合物管材进行单轴拉伸试验，获得第二试样聚合物管材的不同拉伸速度下的多个第二屈服强度；其中，第二试样聚合物管材与第一试样聚合物管材具有不同缺口半径。
优选的，获取试样聚合物的冲压试验数据包括：
将冲压试验装置固定到电子万能试验机上，对试样聚合物平板进行冲压试验，获得试样聚合物平板的多个不同冲压速度下的多个第一屈服载荷；
更换冲压实验中的压头直径，对试样聚合物平板进行冲压试验，得到多个不同冲压速度下的多个第二屈服载荷；其中，所述冲压速度与所述拉伸速度相同。
优选的，将每个冲压速度下不同压头直径对应的屈服载荷Fp与压头直径建立关系，对数据点进行拟合，得到压头直径与屈服载荷之间的线性拟合关系：
Fp＝aReldo+b；
其中，a表示为第一系数，b表示为第二系数，d0表示压头直径的值的一次幂、压头直径的值的二次幂或压头直径的值和屈服载荷对应的冲压位移的值的乘积，Rel表示屈服强度；
结合相同拉伸速度下对应的第一屈服强度和第二屈服强度，分别求得第一系数a和第二系数b，得到屈服载荷与屈服强度之间的关系。
第二方面，本发明提供一种基于冲压试验的聚合物拉伸性能预测系统，包括：
第一拟合模块，用于基于试样聚合物的冲压试验数据，将每个冲压速度下不同压头直径对应的屈服载荷与压头直径建立关系，对数据点进行拟合，得到压头直径与屈服载荷之间的线性拟合关系；
第二拟合模块，用于基于试样聚合物的单轴拉伸试验数据，结合所述线性拟合关系，建立冲压试验的冲压力学与单轴拉伸试验中屈服强度之间的关系；
预测模块，用于基于待预测聚合物的冲压试验数据，结合冲压试验的冲压力学与单轴拉伸试验中屈服强度之间的关系，获得待预测聚合物的屈服强度。
第三方面，本发明提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质包括用于执行如上所述的基于冲压试验的聚合物拉伸性能预测方法的指令。
第四方面，本发明提供一种电子设备，包括如上所述的非暂态计算机可读存储介质；以及能够执行所述非暂态计算机可读存储介质的所述指令的一个或多个处理器。
本发明有益效果：在试验的基础之上，得到了冲压试验屈服载荷和单轴拉伸试验屈服强度间的经验关系式，从而可以更快地利用冲压试验来表征聚合物的力学性能，利用冲压试验来表征材料力学性能，更方便快捷，并且可以做微取样，大大降低成本，实现了将冲压试验技术推广应用到实际工程应用中去的目的。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例2所述的测定聚乙烯在冲压试验与单轴拉伸试验下所得到的力学参数的关联方法的流程图。
图2为本发明实施例2所述的不同压头直径对应的屈服强度结果示意图。
具体实施方式
下面详细叙述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。
还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件和/或它们的组。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
为便于理解本发明，下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步解释说明，且具体实施例并不构成对本发明实施例的限定。
本领域技术人员应该理解，附图只是实施例的示意图，附图中的部件并不一定是实施本发明所必须的。
实施例1
本发明实施例1提供一种基于冲压试验的聚合物拉伸性能预测系统，该系统包括：
第一拟合模块，用于基于试样聚合物的冲压试验数据，将每个冲压速度下不同压头直径对应的屈服载荷与压头直径建立关系，对数据点进行拟合，得到压头直径与屈服载荷之间的线性拟合关系；
第二拟合模块，用于基于试样聚合物的单轴拉伸试验数据，结合所述线性拟合关系，建立冲压试验的冲压力学与单轴拉伸试验中屈服强度之间的关系；
预测模块，用于基于待预测聚合物的冲压试验数据，结合冲压试验的冲压力学与单轴拉伸试验中屈服强度之间的关系，获得待预测聚合物的屈服强度。
在本实施例1中，利用上述的系统实现了基于冲压试验的聚合物拉伸性能预测方法：
基于试样聚合物的冲压试验数据，将每个冲压速度下不同压头直径对应的屈服载荷与压头直径建立关系，对数据点进行拟合，得到压头直径与屈服载荷之间的线性拟合关系；
基于试样聚合物的单轴拉伸试验数据，结合所述线性拟合关系，建立冲压试验的冲压力学与单轴拉伸试验中屈服强度之间的关系；
基于待预测聚合物的冲压试验数据，结合冲压试验的冲压力学与单轴拉伸试验中屈服强度之间的关系，获得待预测聚合物的屈服强度。
在本实施例1中，基于冲压试验数据，可以将每个冲压速度下不同压头直径对应的屈服载荷与压头直径的值的一次幂建立关系，对数据点进行拟合，得到压头直径与屈服载荷之间的线性拟合关系。
在本实施例1中，基于冲压试验数据，还可将每个冲压速度下不同压头直径对应的屈服载荷与压头直径的值的二次幂建立关系，对数据点进行拟合，得到压头直径与屈服载荷之间的线性拟合关系。
在本实施例1中，基于冲压试验数据，还可将每个冲压速度下不同压头直径对应的屈服载荷与压头直径的值和屈服载荷对应的冲压位移的乘积建立关系，对数据点进行拟合，得到压头直径与屈服载荷之间的线性拟合关系。
在本实施例1中，，获取试样聚合物的单轴拉伸试验数据包括：
利用电子万能试验机，对第一试样聚合物管材进行单轴拉伸试验，获得第一试样聚合物管材的不同拉伸速度下的多个第一屈服强度；
利用电子万能试验机，对第二试样聚合物管材进行单轴拉伸试验，获得第二试样聚合物管材的不同拉伸速度下的多个第二屈服强度；其中，第二试样聚合物管材与第一试样聚合物管材具有不同缺口半径。
具体的：
步骤(1)：安装聚乙烯圆棒试样到电子万能试验机，用万能试验机自带的夹具固定好试样的上下两端，试验开始前记录聚乙烯圆棒试样中间位置的直径值D；
步骤(2)：启动万能试验机，对聚乙烯圆棒试样以速度v1匀速进行单轴拉伸直至断裂，万能试验机记录力Fe，单轴拉伸时聚乙烯圆棒试样的屈服强度计算公式如下：
步骤(3)：安装新的聚乙烯圆棒试样，重复步骤(1)-(2)，更改步骤(2)中的拉伸速度为v2，得到聚乙烯圆棒试样在v2速度下的屈服强度。
步骤(4)：采用步骤(3)的方法可以依次得到拉伸速度为v3、v4和v5对应的屈服强度。
步骤(5)：更换聚乙烯圆棒试样，将其换为不同缺口半径的聚乙烯试样，重复步骤(1)-(4)，得到不同缺口半径、不同速度下的屈服强度。
在本实施例1中，获取试样聚合物的冲压试验数据包括：
将冲压试验装置固定到电子万能试验机上，对试样聚合物平板进行冲压试验，获得试样聚合物平板的多个不同冲压速度下的多个第一屈服载荷；
更换冲压实验中的压头直径，对试样聚合物平板进行冲压试验，得到多个不同冲压速度下的多个第二屈服载荷；其中，所述冲压速度与所述拉伸速度相同。
具体的：
步骤(6)：更换试验设备，将冲压试验装置固定到万能试验机上，在连接体上安装上压杯，并通过固定片和螺栓将PE平板试样固定到压杯上。
步骤(7)：启动万能试验机，对聚乙烯平板试样以速度v1进行冲压直至断裂，万能试验机记录力F，在得到的载荷-位移曲线图中找到并记录屈服载荷Fp(认为峰值力即为Fp)。
步骤(8)：安装新的聚乙烯平板试样，重复步骤(6)-(7)，更改步骤(7)中的冲压速度为v2，得到其在v2速度下的屈服载荷。
步骤(9)：采用步骤(8)的方法可以依次得到拉伸速度为v3、v4和v5对应的屈服载荷。
步骤(10)：更换冲压实验中的压头直径，重复步骤(6)-(9)，得到不同压头直径、不同速度下的屈服载荷。
在本实施例1中，将每个冲压速度下不同压头直径对应的屈服载荷Fp与压头直径建立关系，对数据点进行拟合，得到压头直径与屈服载荷之间的线性拟合关系：
Fp＝aReldo+b；
其中，a表示为第一系数，b表示为第二系数，d0表示压头直径的值的一次幂、压头直径的值的二次幂或压头直径的值和屈服载荷对应的冲压位移的值的乘积，Rel表示屈服强度；
结合相同拉伸速度下对应的第一屈服强度和第二屈服强度，分别求得第一系数a和第二系数b，得到屈服载荷与屈服强度之间的关系。
针对新的待测的聚合物，利用得到的屈服载荷与屈服强度之间的关系，结合冲压试验，即可得到待测聚合物的拉伸屈服强度。
实施例2
如图1所示，本实施例2中，提供了一种具有强非线性、粘弹塑性力学行为的聚乙烯材料在冲压试验和单轴拉伸试验下表征其力学性能的关联方法，包括以下步骤：
(1)安装聚乙烯圆棒试样到电子万能试验机，用万能试验机自带的夹具固定好试样的上下两端，试验开始前记录聚乙烯圆棒试样中间位置的直径值D；
(2)启动万能试验机，对聚乙烯圆棒试样以速度v1匀速进行单轴拉伸直至断裂，万能试验机记录力Fe，单轴拉伸时聚乙烯圆棒试样的屈服强度计算公式如下
(3)安装新的聚乙烯圆棒试样，重复步骤(1)-(2)，更改步骤(2)中的拉伸速度为v2，得到聚乙烯圆棒试样在v2速度下的屈服强度。
(4)采用步骤(3)的方法可以依次得到拉伸速度为v3、v4和v5对应的屈服强度。
(5)更换聚乙烯圆棒试样，将其换为不同缺口半径的聚乙烯试样，重复步骤(1)-(4)，得到不同缺口半径、不同速度下的屈服强度。
(6)更换试验设备，将冲压试验装置固定到万能试验机上，在连接体上安装上压杯，并通过固定片和螺栓将PE平板试样固定到压杯上。
(7)启动万能试验机，对聚乙烯平板试样以速度v1进行冲压直至断裂，万能试验机记录力F，在得到的载荷-位移曲线图中找到并记录屈服载荷Fp(认为峰值力即为Fp)。
(8)安装新的聚乙烯平板试样，重复步骤(6)-(7)，更改步骤(7)中的冲压速度为v2，得到其在v2速度下的屈服载荷。
(9)采用步骤(8)的方法可以依次得到拉伸速度为v3、v4和v5对应的屈服载荷。
(10)更换冲压实验中的压头直径，重复步骤(6)-(9)，得到不同压头直径、不同速度下的屈服载荷。
(11)将每个速度下不同压头直径对应的Fp与压头直径建立关系，对数据点进行拟合，得到两者之间的线性关系如下
Fp＝AReld+B (3)
(12)根据步骤(11)中得到的拟合公式以及相同速度下对应的不同缺口半径的圆棒试样的屈服强度，分别求得公式(3)中的系数A、B，以此建立冲压试验中力学参数Fp与单轴拉伸试验中力学参数Rel之间的联系。
(13)将每个速度下不同压头直径对应的Fp与压头直径的平方建立关系，对数据进行拟合，得到两者之间的线性关系如下
Fp＝AReld2+B (4)
重复步骤(12)。
(14)将每个速度下不同压头直径对应的Fp与压头直径和Fp对应的位移δ的乘积建立关系，对数据进行拟合，得到两者的线性关系如下
Fp＝AReldδ+B (5)
重复步骤(12)。
(15)比较(3)、(4)、(5)三者关系式的结果，选择最优的经验关系式建立Fp与Rel的联系。
本实施例2中，以测量冲压速度及拉伸速度在1mm/min且缺口半径为R20的聚乙烯圆棒试样的Fp与Rel的关系为例进一步阐明本实施例2的技术方案。
(1)实验开始前测量缺口半径为R20的聚乙烯圆棒试样的直径D＝6mm；
(2)安装试样。将聚乙烯圆棒试样安装到拉伸试验机上，安装过程中保持加载试样上的外力为零；
(3)进行单轴拉伸试验。单轴拉伸试验采用轴向位移加载控制，加载速率控制在1mm/min，电液伺服系统可以自动记录轴向力F；
(4)根据拉伸试验机记录的力F，找到其屈服点处的力Fe＝702.04N，计算其屈服强度为
(5)更换实验装置和试样，选择直径为4mm的压头进行冲压试验，冲压试验用到的试样为聚乙烯平板试样，冲压试验采用轴向位移加载控制，加载速率控制在1mm/min，记录力F；
(6)根据冲压试验记录的力F，找到屈服载荷的值Fp1＝616.57N，并记录Fp1对应的冲压位移δ1＝2.37mm；
(7)依次更换直径为6、8、10mm的压头，重复步骤(5)-(6)，得到不同压头直径下对应的屈服载荷分别为Fp2＝948.03,Fp3＝1257.47,Fp4＝1621.43N，其对应的冲压位移分别为δ2＝2.99,δ3＝3.2,δ4＝3.09mm；
(8)建立Fp与压头直径d的关系，绘制数据点(4，616.57)、(6，948.03)、(8，1257.47)、(10，1621.43)，拟合以上四个数据点得到其线性关系式为Fp＝166.2d-52.532，将步骤(4)中得到的屈服强度Rel＝24.84MPa代入，求得式(3)中的系数A＝6.69,B＝-52.532,以此确立Fp-Rel的关系式为
(9)建立Fp与压头直径的平方d2的关系，绘制数据点(16，616.57)、(36，948.03)、(64，1257.47)、(100，1621.43)，拟合以上四个数据点得到其线性关系式为Fp＝11.713d2+478.35，将步骤(4)中得到的屈服强度Rel＝24.84MPa代入，求得式(3)中的系数A＝0.47,B＝-478.35，以此确立Fp-Rel的关系式为
(10)建立Fp与压头直径和Fp对应的位移δ的乘积的关系，绘制数据点(9.48，616.57)、(17.94，948.03)、(25.6，1257.47)、(30.9，1621.43)，拟合以上四个数据点得到其线性关系式为Fp＝45.634dδ+153.47，将步骤(4)中得到的屈服强度Rel＝24.84MPa代入，求得式(3)中的系数A＝1.84,B＝153.47，以此确立Fp-Rel的关系式为
(11)比较步骤(8)-(10)三个公式的结果，如图2所示，确定
为最优关联式，可以利用冲压试验所得的Fp较好地表征聚乙烯的屈服强度；
(12)更换不同缺口半径的聚乙烯圆棒试样，重复步骤(1)-(10)；得到不同缺口半径下的Fp-Rel关联式；
(13)更换不同的拉伸和冲压速度，重复步骤(1)-(10)，得到不同速度下的Fp-Rel关联式。
本实施例2中，在试验的基础之上，得到了Fp-Rel间的经验关系式，从而可以更快地利用冲压试验来表征聚乙烯的力学性能，真正实现了将冲压试验技术推广应用到实际工程应用中去的目的。利用冲压试验来表征材料力学性能，更方便快捷，并且可以做微取样，大大降低成本。
实施例3
本发明实施例3提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质包括用于执行基于冲压试验的聚合物拉伸性能预测方法的指令，该方法包括：
基于试样聚合物的冲压试验数据，将每个冲压速度下不同压头直径对应的屈服载荷与压头直径建立关系，对数据点进行拟合，得到压头直径与屈服载荷之间的线性拟合关系；
基于试样聚合物的单轴拉伸试验数据，结合所述线性拟合关系，建立冲压试验的冲压力学与单轴拉伸试验中屈服强度之间的关系；
基于待预测聚合物的冲压试验数据，结合冲压试验的冲压力学与单轴拉伸试验中屈服强度之间的关系，获得待预测聚合物的屈服强度。
实施例4
本发明实施例4提供一种电子设备，该电子设备包括一种非暂态计算机可读存储介质；以及能够执行所述非暂态计算机可读存储介质的所述指令的一个或多个处理器。所述非暂态计算机可读存储介质包括用于执行基于冲压试验的聚合物拉伸性能预测方法的指令，该方法包括：
基于试样聚合物的冲压试验数据，将每个冲压速度下不同压头直径对应的屈服载荷与压头直径建立关系，对数据点进行拟合，得到压头直径与屈服载荷之间的线性拟合关系；
基于试样聚合物的单轴拉伸试验数据，结合所述线性拟合关系，建立冲压试验的冲压力学与单轴拉伸试验中屈服强度之间的关系；
基于待预测聚合物的冲压试验数据，结合冲压试验的冲压力学与单轴拉伸试验中屈服强度之间的关系，获得待预测聚合物的屈服强度。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域技术人员在不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于冲压试验的聚合物拉伸性能预测方法，其特征在于，包括：
基于试样聚合物的冲压试验数据，将每个冲压速度下不同压头直径对应的屈服载荷与压头直径建立关系，对数据点进行拟合，得到压头直径与屈服载荷之间的线性拟合关系；
基于试样聚合物的单轴拉伸试验数据，结合所述线性拟合关系，建立冲压试验的冲压力学与单轴拉伸试验中屈服强度之间的关系；
获取试样聚合物的单轴拉伸试验数据包括：
利用电子万能试验机，对第一试样聚合物管材进行单轴拉伸试验，获得第一试样聚合物管材的不同拉伸速度下的多个第一屈服强度；
利用电子万能试验机，对第二试样聚合物管材进行单轴拉伸试验，获得第二试样聚合物管材的不同拉伸速度下的多个第二屈服强度；其中，第二试样聚合物管材与第一试样聚合物管材具有不同缺口半径；
获取试样聚合物的冲压试验数据包括：
将冲压试验装置固定到电子万能试验机上，对试样聚合物平板进行冲压试验，获得试样聚合物平板的多个不同冲压速度下的多个第一屈服载荷；
更换冲压实验中的压头直径，对试样聚合物平板进行冲压试验，得到多个不同冲压速度下的多个第二屈服载荷；其中，所述冲压速度与所述拉伸速度相同；
将每个冲压速度下不同压头直径对应的屈服载荷与压头直径建立关系，对数据点进行拟合，得到压头直径与屈服载荷之间的线性拟合关系：
；
其中，表示为第一系数，表示为第二系数，表示压头直径的值的一次幂、压头直径的值的二次幂或压头直径的值和屈服载荷对应的冲压位移的值的乘积，表示屈服强度；
结合相同拉伸速度下对应的第一屈服强度和第二屈服强度，分别求得第一系数和第二系数，得到屈服载荷与屈服强度之间的关系；
基于待预测聚合物的冲压试验数据，结合冲压试验的冲压力学与单轴拉伸试验中屈服强度之间的关系，获得待预测聚合物的屈服强度。
2.根据权利要求1所述的基于冲压试验的聚合物拉伸性能预测方法，其特征在于，基于冲压试验数据，将每个冲压速度下不同压头直径对应的屈服载荷与压头直径的值的一次幂建立关系，对数据点进行拟合，得到压头直径与屈服载荷之间的线性拟合关系。
3.根据权利要求1所述的基于冲压试验的聚合物拉伸性能预测方法，其特征在于，基于冲压试验数据，将每个冲压速度下不同压头直径对应的屈服载荷与压头直径的值的二次幂建立关系，对数据点进行拟合，得到压头直径与屈服载荷之间的线性拟合关系。
4.根据权利要求1所述的基于冲压试验的聚合物拉伸性能预测方法，其特征在于，基于冲压试验数据，将每个冲压速度下不同压头直径对应的屈服载荷与压头直径的值和屈服载荷对应的冲压位移的乘积建立关系，对数据点进行拟合，得到压头直径与屈服载荷之间的线性拟合关系。
5.一种基于冲压试验的聚合物拉伸性能预测系统，包括如权利要求1所述的一种基于冲压试验的聚合物拉伸性能预测方法，其特征在于，包括：
第一拟合模块，用于基于试样聚合物的冲压试验数据，将每个冲压速度下不同压头直径对应的屈服载荷与压头直径建立关系，对数据点进行拟合，得到压头直径与屈服载荷之间的线性拟合关系；
第二拟合模块，用于基于试样聚合物的单轴拉伸试验数据，结合所述线性拟合关系，建立冲压试验的冲压力学与单轴拉伸试验中屈服强度之间的关系；
预测模块，用于基于待预测聚合物的冲压试验数据，结合冲压试验的冲压力学与单轴拉伸试验中屈服强度之间的关系，获得待预测聚合物的屈服强度。
6.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质包括用于执行如权利要求1-4任一项所述的基于冲压试验的聚合物拉伸性能预测方法的指令。
7.一种电子设备，包括如权利要求6所述的非暂态计算机可读存储介质；以及能够执行所述非暂态计算机可读存储介质的所述指令的一个或多个处理器。
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