[发明专利]确定固支直杆小试样弯曲蠕变小变形临界位移的方法

权利要求书

1.一种确定固支直杆弯曲小试样蠕变小变形临界位移的方法，其特征在于：所述方法步骤如下：

步骤(1)，建立固支直杆弯曲小试样的有限元模型，根据所述的有限元模型，分别获得在模拟试验条件下，固支直杆弯曲小试样的小变形和大变形蠕变位移-时间模拟曲线；

步骤(2)，将固支直杆弯曲小试样蠕变小变形过程中位移和转角的变化量划分为弹性阶段变化量与稳态阶段变化量；

步骤(3)，分别计算固支直杆弯曲小试样小变形过程中弹性阶段和稳态阶段的最大转角变化量，即：

其中，θ_e为弹性阶段的最大转角变化量，P是试样中心处的载荷，l为试样的下模间跨距，E是材料弹性模量，I是试样截面惯性矩；

其中，θ_c为稳态阶段的最大转角变化量，为试样小变形稳态阶段的最大转角变化率，t为理论蠕变时间参数，n为材料的指数参数，l为试样的下模间跨距，为试样加载点的稳态蠕变位移速率；

步骤(4)，根据误差函数，以及步骤(3)中得到的弹性阶段和稳态阶段的最大转角变化量，得到固支直杆弯曲小试样小变形稳态阶段的最大转角变化量对应的蠕变时间，并将该蠕变时间作为小变形临界位移对应的理论蠕变时间参数；所述的误差函数为：

其中，Φ为误差函数，x为试样轴线方向的长度变量，w为试样中心蠕变位移，θ为试样的截面转角；

步骤(5)，通过对固支直杆弯曲小试样蠕变进行有限元模拟分析，将步骤(1)得到的固支直杆弯曲小试样小变形和大变形的蠕变位移-时间模拟曲线进行对比，将两模拟曲线位移量偏差达到10％时所对应的蠕变时间作为模拟蠕变时间参数，并与理论蠕变时间参数对比，从而得到蠕变时间修正系数；

步骤(6)，在实际设定的试验条件下，进行固支直杆弯曲小试样蠕变试验，获得固支直杆弯曲小试样的蠕变位移-时间试验曲线；

步骤(7)，按照步骤(2)-(4)计算步骤(6)蠕变位移-时间试验曲线对应的蠕变时间参数；

步骤(8)，根据步骤(5)所述的蠕变时间修正系数，得到修正后的蠕变时间参数，修正后的蠕变时间参数在所述蠕变位移-时间试验曲线上所对应的位移量即为固支直杆弯曲小试样的小变形临界位移。

2.根据权利要求1所述的确定固支直杆弯曲小试样蠕变小变形临界位移的方法，其特征在于：步骤(1)中，判定同等厚度的固支直杆弯曲小试样是否有计算过蠕变时间修正系数，若有，则无需再次计算蠕变时间修正系数，采用已有的蠕变时间修正系数，并直接进入步骤(6)；若没有，则进入步骤(2)。

3.根据权利要求1所述的确定固支直杆弯曲小试样蠕变小变形临界位移的方法，其特征在于：所述试样截面惯性矩为：

其中，I是试样截面惯性矩，b是试样横截面宽度，2h为试样的原始厚度，n为材料的指数参数。

4.根据权利要求1所述的确定固支直杆弯曲小试样蠕变小变形临界位移的方法，其特征在于：试样加载点的稳态蠕变位移速率的计算方法为：对蠕变位移-时间曲线进行微分处理，获得蠕变位移速率-时间曲线，并根据蠕变位移速率-时间曲线确定稳态蠕变位移速率。

5.根据权利要求1所述的确定固支直杆弯曲小试样蠕变小变形临界位移的方法，其特征在于：步骤(4)中，所述的理论蠕变时间参数计算方法为：

其中，θ_max为误差函数达到0.1时的临界转角，θ_e为弹性阶段的最大转角变化量，为试样小变形稳态阶段的最大转角变化率，t为理论蠕变时间参数。

6.根据权利要求5所述的确定固支直杆弯曲小试样蠕变小变形临界位移的方法，其特征在于：步骤(5)中所述的蠕变时间修正系数为：

其中，α为蠕变时间修正系数，t₀为模拟蠕变时间参数，t为理论蠕变时间参数。