[发明专利]采用固支C型环小试样测量材料蠕变力学性能的方法

权利要求书

1.一种采用固支C型环小试样测量材料蠕变力学性能的方法，其特征是所述的方法至少包括下列步骤：

步骤(1)，设计制造固支C型环小试样及夹具，并按照设计要求进行试样以及夹具的装配；所述的C型环小试样的两端采用固定端约束的方式固定在夹具中；

步骤(2)，依据梁弯曲模型和Norton蠕变本构方程建立固支C型环小试样小变形阶段与单轴蠕变之间的转换关系式；

步骤(3)，建立有限元模型，根据参考应力法得到转换公式系数；

步骤(4)，在实际设定的试验条件下，进行固支C型环小试样多组温度相同但载荷不同的蠕变试验；

步骤(5)，从蠕变试验台配套的电脑中导出步骤(4)中蠕变试验获得的多组温度相同但载荷不同的加载点—时间曲线；

步骤(6)，将步骤(5)获得的加载点位移—时间曲线进行微分处理，当位移速率在较长一段时间不再改变或者变化很小的时候即可认为试样变形已进入到稳态阶段，得到其不同载荷条件下的稳态位移速率；

步骤(7)，将不同的载荷和其对应的稳态位移速率代入到步骤(2)与步骤(3)中得到的固支C型环与单轴蠕变之间的转换关系式，计算得到对应的载荷与稳态蠕变应变速率，将其置于双对数坐标中进行线性拟合，即可得到固支C型环反演得到的单轴蠕变参数。

2.按照权利要求1所述的采用固支C型环小试样测量材料蠕变力学性能的方法，其特征是所述C型环小试样的横截面为矩形截面；

C型环小试样的中性层半径R与试样的厚度H必须满足R:H≥5。

3.按照权利要求1所述的采用固支C型环小试样测量材料蠕变力学性能的方法，其特征是所述的夹具由上板、下板、左挡板、右挡板和圆盘构成；

其中，上板、下板和圆盘通过螺钉连接固定为一体；

在上板的中间开有纵向的导向槽，确保压头对中加载；

所述的左挡板和右挡板设置在上板和下板之间；

在所述左挡板和右挡板上分别开有矩形槽；

左挡板与右挡板通过螺栓连接，实现试样的固定端约束。

4.按照权利要求1所述的采用固支C型环小试样测量材料蠕变力学性能的方法，其特征是在所述的步骤(2)中，固支C型环小试样小变形阶段加载点稳态位移速率方程为：

C(θ)＝-sinθ+0.308+0.904(1-cosθ)

其中，R为固支C型环小试样的中性层半径，b为试样的宽度，P为试验载荷，H为试样的厚度，α为参考应力法引入的一个系数值；θ为固支C型环小试样横截面与水平面的夹角，当固支C型环小试样中某一位置弯矩为零，即θ＝θ₁，θ＝θ₂；B为蠕变常数，n为蠕变应力指数，为固支C型环小试样小变形阶段加载点稳态位移速率。

5.按照权利要求4所述的采用固支C型环小试样测量材料蠕变力学性能的方法，其特征是在所述的步骤(2)中，固支C型环小试样与单轴蠕变的转换关系式为：

其中，σ_eq为等效应力，为等效稳态蠕变应变速率，为固支C型环小试样小变形阶段加载点稳态位移速率，η为应力系数值，P为试验载荷，R为固支C型环小试样的中性层半径，b为试样的宽度，H为试样的厚度，n为蠕变应力指数，α为参考应力法引入的一个系数值。

6.按照权利要求1所述的采用固支C型环小试样测量材料蠕变力学性能的方法，其特征是在执行所述的步骤(3)之前，先查看是否已通过有限元得到固支C型环小试样与单轴蠕变之间的转换系数，若有，直接进入步骤(4)；若没有，则进入步骤(3)。