[发明专利]基于有限元仿真检测金属材料弯曲性能的方法

说明书

本发明公开了一种基于有限元仿真检测金属材料弯曲性能的方法，包括：获取金属材料的应力‑应变曲线及材料参数；根据应力‑应变曲线确定真实应力‑真实应变曲线、真实应力‑真实塑性应变曲线；建立弯曲试验模型；根据金属材料的材料参数、真实应力‑真实塑性应变曲线定义弯曲试验模型的材料；设置边界条件；定义接触关系与接触参数；设置载荷分析步与分析求解参数；求解计算并导出危险部位的等效应力‑等效应变曲线；将等效应力‑等效应变曲线与真实应力‑真实应变曲线进行比较判断危险部位的安全状态。该方法可以准确高效的模拟金属材料在弯曲试验过程中各个弯曲角度时的应力应变状态，评价材料的弯曲性能，分析效率高、精确度高、成本低。

技术领域

本发明涉及金属材料弯曲性能试验技术领域，特别涉及一种基于有限元仿真检测金属材料弯曲性能的方法。

背景技术

弯曲性能是金属材料的关键性能指标之一，对金属材料的研究应用有着重要影响。目前，金属材料的弯曲塑性变形能力，一般通过延性金属材料弯曲试验予以测定。

现有的金属材料弯曲性能评价流程，需要经过材料生产、材料取样、试样加工制备等过程得到圆形、方形、矩形或多边形横截面试样；随后，以上述试样在弯曲装置上经受弯曲塑性变形，不改变加力方向、直至达到规定的弯曲角度，最后进行性能评价测定。整个性能评价周期长、成本高，存在反复制样试验的可能；若遭遇材料组织/表面缺陷、试样制作不标准、试验步骤不规范等问题，可能导致试验结果不真实、不准确，影响材料性能评价。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于有限元仿真检测金属材料弯曲性能的方法，可以准确高效的模拟金属材料在弯曲试验过程中各个弯曲角度时的应力应变状态，达到评价材料的弯曲性能的目的，分析效率高、精确度高、成本低。

本发明提供的基于有限元仿真检测金属材料弯曲性能的方法，包括：

获取金属材料的应力-应变曲线及材料参数；

根据所述应力-应变曲线确定所述金属材料的真实应力-真实应变曲线、真实应力-真实塑性应变曲线；

根据金属材料弯曲试验标准建立弯曲试验模型；

根据所述金属材料的材料参数、所述真实应力-真实塑性应变曲线定义所述弯曲试验模型的材料；

设置所述弯曲试验模型的边界条件；

定义所述弯曲试验模型的接触关系与接触参数；

设置载荷分析步与分析求解参数；

求解计算并导出危险部位的等效应力-等效应变曲线；

将所述危险部位的等效应力-等效应变曲线与所述金属材料的真实应力-真实应变曲线进行比较，若所述等效应力-等效应变曲线未超出所述真实应力-真实应变曲线，则所述危险部位处于安全状态；若所述等效应力-等效应变曲线超出所述真实应力-真实应变曲线，则所述危险部位处于危险状态。

进一步地，所述金属材料的应力-应变曲线通过拉伸试验获取。

进一步地，所述金属材料的应力-应变曲线为名义应力-名义应变曲线，所述名义应力为σ_nom，所述金属材料的名义应变为ε_nom，所述金属材料的真实应力为σ_true，所述金属材料的真实应变为ε_ture，所述金属材料的真实塑性应变为ε_pl，所述金属材料的杨氏模量为E，则：

ε_ture＝ln(1+ε_nom)；

σ_ture＝σ_nom(1+ε_nom)；