[发明专利]获取构元单轴应力-应变关系的测试方法

说明书

本发明涉及力学试验领域，旨在解决现有技术中的测试方法适用范围较窄，适用局限性大的问题，提供获取构元单轴应力‑应变关系的测试方法，其包括以下步骤：1)对对象构元施加单调荷载试验，并获得对象构元的载荷P‑位移h曲线；2)求解不同位移h下的P‑h曲线所围成的面积W，即为变形能W，得到变形能W‑位移h曲线；3)在lnh～lnW双对数坐标系下对W‑h曲线进行线性拟合及其他代换计算，最终得到被测材料的单轴应力‑应变关系。本发明的有益效果是一方面扩大了可适用的对象；另一方面本专利将通过不同对象构元载荷‑位移曲线获得被测材料的单轴应力‑应变关系的分析方法进行了统一，采用了相同的理论模型和分析步骤，且理论模型相比现有技术方案更加简单。

技术领域

本发明涉及力学试验领域，具体而言，涉及获取构元单轴应力-应变关系的测试方法。

背景技术

单轴应力-应变曲线是材料与力学建立关系的关键环节，也是材料各种力学性能(如材料强度、硬度、疲劳寿命等)关联的基础，对于工程构件的设计和安全评价起着重要的作用。获取材料应力-应变关系的常规做法是选取原材料加工或从工程构件上截取标准拉伸试样后在实验室进行单轴拉伸试验。

现有技术中的测试方法和模型多仅能适用于一种或少数几种构件和荷载的测试，适用范围较窄，适用局限性大。

发明内容

本发明旨在提供一种获取构元单轴应力-应变关系的测试方法，以解决现有技术中的测试方法适用范围较窄，适用局限性大的问题。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明实施例提供一种获取构元单轴应力-应变关系的测试方法，其包括以下步骤：

1)进行对对象构元施加单调荷载试验，并获得对象构元的载荷P-位移h曲线；

2)求解不同位移h下的P-h曲线所围成的面积W，即为变形能W，得到变形能W-位移h曲线，该曲线满足式(1)：

W＝αh^m (1)

3)在lnh～lnW双对数坐标系下对W-h曲线进行线性拟合，求得参数α和m；

4)将3)所得结果α和m代入式(2)求得被测构元的本构关系参数K和n；

式中，v^*为特征能量密度且满足v^*＝K/(1+n)，E为已知的弹性模量，n为应变硬化指数，K为应变硬化系数，h^*为特征位移，β₁、β₂、β₃与β₄为根据由对象构元和对应的试验决定的无量纲常数；

5)将由4)计算的K和n结果代入式(3)得到被测材料的单轴应力-应变关系：

式中，σ_y为名义屈服应力，

在本实施例的一种实施方式中：

所述对象构元为圆杆，所述试验为对圆杆施加的扭转荷载，此时β₁＝156.4、β₂＝0、β₃＝0.04889、β₄＝1。

在本实施例的一种实施方式中：

所述对象构元为具有缺口的板件，所述试验为对该具有缺口的板件施加拉伸荷载，此时β₁＝2.254、β₂＝-0.0483、β₃＝0.322、β₄＝1.048。

在本实施例的一种实施方式中：