[发明专利]基于拉伸剪切和缺口拉伸试验的损伤模型参数标定方法

权利要求书

1.一种基于拉伸剪切和缺口拉伸试验的损伤模型参数标定方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：对异形拉伸剪切试样施加轴向拉力，将单轴拉伸载荷转化为多个方向上的纯剪切载荷，获取低应力三轴度下材料的剪切力位移曲线；

步骤2：对缺口拉伸试样施加轴向拉力，将单轴拉伸转化为三轴拉伸，获取高应力三轴度下材料的三轴拉伸力位移曲线；

步骤3：利用准静态单轴压缩试验获取材料弹塑性变形过程中的应力应变曲线，结合材料弹塑性理论模型获取材料的弹塑性变形本构模型参数；

步骤4：利用步骤3中标定好的本构模型参数，进行全尺寸静态和动态有限元模拟，模拟中只考虑材料弹塑性变形而无需考虑断裂准则，获取拉伸剪切和缺口拉伸试验中试样的力位移曲线和应力应变曲线；

步骤5：将步骤4中模拟获取的力位移曲线与试验获取的相应力位移曲线进行对比，如果能够重合，表示本构模型参数准确，否则需要进一步优化；

步骤6：根据试验获取的力位移曲线判断试样的断裂时刻，进而输出相应时刻模拟中断口附近单元的平均断裂应变；

步骤7：利用已经得到的断裂应变和应力三轴度的关系，通过非线性拟合获取损伤模型中的参数；

步骤8：对比模拟和试验结果，如果模拟结果能够准确的预测试样的真实断裂应变，表示拟合参数准确，否则需要进一步进行优化。

2.根据权利要求1所述的基于拉伸剪切和缺口拉伸试验的损伤模型参数标定方法，其特征在于，在步骤1和步骤2中，通过拉伸试验机施加轴向拉力。

3.根据权利要求1所述的基于拉伸剪切和缺口拉伸试验的损伤模型参数标定方法，其特征在于，在步骤1和步骤2中，轴向拉力通过设于拉伸试验机内的力传感器测量，试样拉伸的位移通过引伸计测量。

4.根据权利要求1所述的基于拉伸剪切和缺口拉伸试验的损伤模型参数标定方法，其特征在于，步骤1中，所述异形拉伸剪切试样为0度剪切试样和45度剪切试样，所述0度剪切试样和45度剪切试样均为板状试样。

5.根据权利要求4所述的基于拉伸剪切和缺口拉伸试验的损伤模型参数标定方法，其特征在于，所述0度剪切试样沿其纵向相对两侧设有倾斜且平行的一对缺口，所述缺口的底部通过圆弧过渡连接，且一对所述缺口的圆弧圆心位于所述0度剪切试样的纵向轴线上；所述45度剪切试样沿其纵向的相对两侧设有倾斜且相对的一对缺口，所述缺口的底部通过圆弧过渡连接，且一对所述缺口的底部之间留有间距。

6.根据权利要求5所述的基于拉伸剪切和缺口拉伸试验的损伤模型参数标定方法，其特征在于，所述缺口与其所在侧边的夹角为45度；所述0度剪切试样和45度剪切试样的板厚为1～2mm。

7.根据权利要求1所述的基于拉伸剪切和缺口拉伸试验的损伤模型参数标定方法，其特征在于，所述缺口拉伸试样呈板状，沿其纵向相对两侧设有与其所在侧边垂直且相对设置的一对缺口，所述缺口的底部通过圆弧过渡连接，且一对所述缺口的底部之间留有间距。

8.根据权利要求1所述的基于拉伸剪切和缺口拉伸试验的损伤模型参数标定方法，其特征在于，步骤1中，低应力三轴度的范围为0～0.33。

9.根据权利要求1所述的基于拉伸剪切和缺口拉伸试验的损伤模型参数标定方法，其特征在于，步骤2中，高应力三轴度的范围为0.4～1.1。

10.根据权利要求1所述的基于拉伸剪切和缺口拉伸试验的损伤模型参数标定方法，其特征在于，步骤3中，材料弹塑性理论模型选择Johnson-Cook模型。