CN113567238B - 一种单轴双向拉伸曲线处理方法 - Google Patents

一种单轴双向拉伸曲线处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113567238B
CN113567238B CN202110711821.6A CN202110711821A CN113567238B CN 113567238 B CN113567238 B CN 113567238B CN 202110711821 A CN202110711821 A CN 202110711821A CN 113567238 B CN113567238 B CN 113567238B
Authority
CN
China
Prior art keywords
uniaxial
strain rate
test
working condition
stretching
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110711821.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113567238A (zh
Inventor
梁笑
芦延鹏
林利
徐鑫
李萧彤
李春林
郝志强
丁庶炜
陆晓锋
刘仁东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Angang Steel Co Ltd
Original Assignee
Angang Steel Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Angang Steel Co Ltd filed Critical Angang Steel Co Ltd
Priority to CN202110711821.6A priority Critical patent/CN113567238B/zh
Publication of CN113567238A publication Critical patent/CN113567238A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113567238B publication Critical patent/CN113567238B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/02—Details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/06—Indicating or recording means; Sensing means
    • G01N2203/067—Parameter measured for estimating the property
    • G01N2203/0676—Force, weight, load, energy, speed or acceleration
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/06—Indicating or recording means; Sensing means
    • G01N2203/067—Parameter measured for estimating the property
    • G01N2203/0682—Spatial dimension, e.g. length, area, angle

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

本发明涉及一种单轴双向拉伸曲线处理方法，以单轴单向拉伸载荷曲线为基础，将材料的载荷与变形之间的响应同材料的应变速率效应相结合，以材料本构方程中的应变速率因子作为修正系数来准确表征材料在单轴双向拉伸工况下的试验曲线。本发明能够准确可靠的建立材料的应力应变关系，满足工程实际的应用要求，不仅适应于单轴双向拉伸试验，还可以推广应用在多轴拉伸工况等。

Description

一种单轴双向拉伸曲线处理方法
技术领域
本发明属于材料拉伸试验领域，涉及一种单轴双向拉伸曲线处理方法。
背景技术
在单轴双向拉伸试验中，试样的两端在同一轴线上以相反的方向同时被拉伸，与传统单轴单向拉伸试验不同，试验机的两个拉伸端在试验过程中会分别测出2条试验曲线，这2条曲线与单向拉伸的试验曲线并不相同，需要进行一定的数据处理才能合理表征出材料的应力应变关系，满足曲线的使用要求，因此，准确可靠的曲线处理方法一直以来都是试验人员非常重视的关键环节，这对材料性能的准确性表述以及材料的推广应用至关重要。
目前的曲线处理方法通常是对试验机测得的2条载荷数据进行相加之后求平均值。然而，这种过于简单的平均载荷法忽略了材料的应变速率效应，会产生较大的误差，尤其在中高应变速率双向拉伸试验工况下，对试验结果带来的影响更为明显，直接造成试验曲线严重失真，因此，确定一种准确可靠的曲线处理方法十分重要。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种单轴双向拉伸曲线处理方法，既能够考虑材料应变速率效应，又能准确获取材料的双向拉伸载荷，能够准确可靠的建立材料的应力应变关系，满足工程实际要求。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种单轴双向拉伸曲线处理方法，以单轴单向拉伸载荷曲线为基础，将材料的载荷与变形之间的响应同材料的应变速率效应相结合，以材料本构方程中的应变速率因子作为修正系数来准确表征材料在单轴双向拉伸工况下的试验曲线；具体包括以下步骤：
1)设置两种以上不同的应变速率进行单轴单向拉伸试验，获取材料在单轴单向拉伸工况下的拉伸曲线；
2)以材料在单轴单向拉伸工况下的拉伸曲线为基础，选取具有应变速率效应的非耦合性本构方程进行拟合，根据试验结果按照实际应变速率获取材料本构方程的拟合参数；
3)用进行单轴单向拉伸试验相同尺寸的试样，进行单轴双向拉伸试验，获取材料在单轴双向拉伸工况下的试验曲线及实际应变速率；
4)由于双向拉伸的实际应变速率远超过名义应变速率，因此，需要利用本构方程中的应变速率因子项作为修正系数，材料在双向拉伸试验工况下的修正系数P为名义应变速率因子与实际应变速率因子的比值；
5)材料在设定试验工况下测得的单轴双向拉伸应力乘以对应工况下的修正系数P即为修正后的单轴双向拉伸应力。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明克服了目前平均载荷法产生的误差较大等缺点，能够准确可靠的建立材料的应力应变关系，满足工程实际的应用要求，不仅适应于单轴双向拉伸试验，还可以推广应用在多轴拉伸工况等。
附图说明
图1是单轴单向拉伸曲线图。
图2是单轴双向拉伸曲线图。
图3是修正后的单轴双向拉伸曲线图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。
实施例
1、按照实际需求设定0.001/s和500/s两种应变速率工况进行单轴单向拉伸试验，获取材料在单轴单向拉伸工况下的拉伸曲线，如图1所示；
2、以材料在单轴单向拉伸工况下的拉伸曲线为基础，选择具有应变速率效应的非耦合性Johnson-Cook本构方程，其应力的表达式为σ＝(A+Bε^n)(1+Clnε*)(1-T*^m)，根据试验结果计算应变对时间的导数得到实际应变速率分别为0.00078/s和471/s，获取材料在单轴单向拉伸工况下应变速率因子(1+Clnε*)中的拟合参数C为0.1112；
3、以单轴单向拉伸试验相同试样尺寸进行0.001/s和500/s应变速率的单轴双向拉伸试验，获取材料在单轴双向拉伸工况下的试验曲线，如图2所示，计算两种试验工况下曲线的实际应变速率分别为0.00177/s和890/s；
4)由于双向拉伸的实际应变速率远超过名义应变速率，因此，需要利用本构方程中的应变速率因子项作为修正系数，材料在名义应变速率为500/s的双向拉伸试验工况下修正系数P为名义应变速率因子(1+Cln2ε*)与实际应变速率因子(1+Cln2ε*)的比值＝1.2561/1.2431＝1.01，利用同样的方法得到材料在名义应变速率为0.001/s的双向拉伸试验工况下修正系数P＝1.0069/1.0057＝1.0012。
5)材料在应变速率为0.001/s和500/s试验工况下测得的单轴双向拉伸应力乘以其对应工况的修正系数P即为修正后的单轴双向拉伸应力，如图3所示。

Claims (1)

1.一种单轴双向拉伸曲线处理方法，其特征在于，以单轴单向拉伸载荷曲线为基础，将材料的载荷与变形之间的响应同材料的应变速率效应相结合，以材料本构方程中的应变速率因子作为修正系数来准确表征材料在单轴双向拉伸工况下的试验曲线；具体包括以下步骤：
1）设置两种以上不同的应变速率进行单轴单向拉伸试验，获取材料在单轴单向拉伸工况下的拉伸曲线；
2）以材料在单轴单向拉伸工况下的拉伸曲线为基础，选取具有应变速率效应的非耦合性Johnson-Cook本构方程进行拟合，其应力的表达式为σ=(A+Bε^n)(1+Clnε*)(1-T*^m)，根据试验结果按照实际应变速率获取材料在单轴单向拉伸工况下应变速率因子(1+Clnε*)中的拟合参数C；
3）用进行单轴单向拉伸试验相同尺寸的试样，以步骤1）设置的应变速率进行单轴双向拉伸试验，获取材料在单轴双向拉伸工况下的试验曲线及实际应变速率；
4）由于双向拉伸的实际应变速率远超过名义应变速率，因此，需要利用本构方程中的应变速率因子项作为修正系数，材料在名义应变速率的双向拉伸试验工况下的修正系数P为名义应变速率因子(1+Cln2ε*)与实际应变速率因子(1+Cln2ε*)的比值；
5）材料在设定试验工况下测得的单轴双向拉伸应力乘以对应工况下的修正系数P即为修正后的单轴双向拉伸应力。
CN202110711821.6A 2021-06-25 2021-06-25 一种单轴双向拉伸曲线处理方法 Active CN113567238B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110711821.6A CN113567238B (zh) 2021-06-25 2021-06-25 一种单轴双向拉伸曲线处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110711821.6A CN113567238B (zh) 2021-06-25 2021-06-25 一种单轴双向拉伸曲线处理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113567238A CN113567238A (zh) 2021-10-29
CN113567238B true CN113567238B (zh) 2024-05-14

Family

ID=78162743

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110711821.6A Active CN113567238B (zh) 2021-06-25 2021-06-25 一种单轴双向拉伸曲线处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113567238B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10318894A (ja) * 1997-05-19 1998-12-04 Kobe Steel Ltd 高速引張試験における計測方法及び試験片
JP2002365205A (ja) * 2001-06-06 2002-12-18 Sumitomo Rubber Ind Ltd 粘弾性材料からなる製品の性能予測のためのシミュレーション方法
KR20080002410A (ko) * 2006-06-30 2008-01-04 경상대학교산학협력단 인장시험과 유한요소법을 이용한 고 변형률에 대한 진변형률-진응력 곡선의 획득 방법 및 이를 이용한 인장 시험기
CN102004819A (zh) * 2010-11-04 2011-04-06 西北工业大学 一种确定双向应力状态下直缝焊管焊缝本构参数的方法
JP2013054001A (ja) * 2011-09-06 2013-03-21 Jfe Steel Corp 応力−歪み関係評価方法およびスプリングバック量予測方法
CN106198219A (zh) * 2016-07-06 2016-12-07 北京航空航天大学 一种复合材料层合板双轴向拉伸性能的测试方法
CN107727505A (zh) * 2017-09-15 2018-02-23 武汉钢铁有限公司 一种平面应变拉伸试验方法
CN110532658A (zh) * 2019-08-22 2019-12-03 中汽研（天津）汽车工程研究院有限公司 一种金属材料动态高速拉伸试验数据的处理方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107633120B (zh) * 2017-09-07 2018-07-17 东南大学 一种纤维增强复合材料动态剪切本构模型的构建方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10318894A (ja) * 1997-05-19 1998-12-04 Kobe Steel Ltd 高速引張試験における計測方法及び試験片
JP2002365205A (ja) * 2001-06-06 2002-12-18 Sumitomo Rubber Ind Ltd 粘弾性材料からなる製品の性能予測のためのシミュレーション方法
KR20080002410A (ko) * 2006-06-30 2008-01-04 경상대학교산학협력단 인장시험과 유한요소법을 이용한 고 변형률에 대한 진변형률-진응력 곡선의 획득 방법 및 이를 이용한 인장 시험기
CN102004819A (zh) * 2010-11-04 2011-04-06 西北工业大学 一种确定双向应力状态下直缝焊管焊缝本构参数的方法
JP2013054001A (ja) * 2011-09-06 2013-03-21 Jfe Steel Corp 応力−歪み関係評価方法およびスプリングバック量予測方法
CN106198219A (zh) * 2016-07-06 2016-12-07 北京航空航天大学 一种复合材料层合板双轴向拉伸性能的测试方法
CN107727505A (zh) * 2017-09-15 2018-02-23 武汉钢铁有限公司 一种平面应变拉伸试验方法
CN110532658A (zh) * 2019-08-22 2019-12-03 中汽研（天津）汽车工程研究院有限公司 一种金属材料动态高速拉伸试验数据的处理方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
奥氏体不锈钢S31608的本构关系试验;王元清;常婷;石永久;袁焕鑫;廖东帆;杨璐;;清华大学学报(自然科学版);20130915(09);全文 *
建筑膜材料双轴向拉伸弹性常数的估算方法;易洪雷;丁辛;陈守辉;;工程力学;20061028(10);全文 *
高面膜堆石坝运行状态下土工膜双向拉伸力学特性――高面膜堆石坝关键技术(三);吴海民;束一鸣;姜晓桢;任泽栋;;水利水电科技进展;20150105(01);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113567238A (zh) 2021-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108133082B (zh) 一种基于有限元模拟确定压痕应变法中应力测量常数的方法
US9476790B2 (en) Pressure gauge calibration apparatus
CN110068507B (zh) 一种对传统再结晶模型进行修正的方法
CN111207884B (zh) 一种残余应力挠度法校准装置的标样的设计制作方法
CN110702513A (zh) 一种金属棒材大应变范围硬化曲线的试验测量方法
CN110736769A (zh) 一种气体报警器的自动化标定装置和方法
CN113567238B (zh) 一种单轴双向拉伸曲线处理方法
CN113420391A (zh) 一种获得复杂应力状态下材料高精度硬化模型参数的方法
CN113764056B (zh) 一种获得材料多应变率下高精度硬化模型参数的方法
CN109115603B (zh) 一种获取金属材料在静态拉伸状态下应力应变曲线的方法
CN111307351A (zh) 一种电磁超声仪测量残余应力的方法
CN108548720B (zh) I型裂纹弹塑性理论公式获取延性材料j阻力曲线的方法
CN111458222B (zh) 一种网络弹性结构水凝胶渗透压调节拉伸装置与测试方法
CN108169013B (zh) 一种适用于多钉连接试件的疲劳寿命校准方法
CN110618029A (zh) 极限载荷极短时间工况下滚珠丝杠副疲劳弹性寿命测试方法
CN117054958A (zh) 一种基于大数据的电能表初始固有误差优化偏移范围的方法
CN110579403A (zh) 同一马林斯效应下的橡胶材料多轴拉伸试验方法
CN111610146A (zh) 一种模拟脆性固体时离散元粘结参数的自动标定方法
TWI797688B (zh) 一種用於晶圓測試的晶粒加權補償計算方法
KR100660209B1 (ko) 열간압연공정 해석을 위한 재결정율 측정방법
CN107786264B (zh) 一种基于数据分析的ont功率校准的方法
CN110359372B (zh) 一种悬索桥索夹螺杆轴力施工方法
CN111623909B (zh) 一种双叉臂二力杆的受力测试方法
CN109145417B (zh) 一种基于材料力学性能直接确定压痕应变法应力计算函数的方法
CN110706761A (zh) 一种预估金属材料的疲劳强度退化的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant