[发明专利]金属材料本构关系的获取方法、装置、设备和存储介质

说明书

本发明涉及材料力学性能测试技术领域，尤其涉及一种金属材料本构关系的获取方法、装置、设备和存储介质，该方法包括：通过所述拉伸试验机对金属材料进行弹性变形阶段的拉伸试验，获得所述拉伸试验机的拉杆的弹性换算系数；通过设置N个拉伸速度，控制所述拉伸试验机采用所述N个拉伸速度中的每个拉伸速度进行拉伸试验，得到所述金属材料的N条应力应变曲线，其中，N≥2；根据所述弹性换算系数和所述N条应力应变曲线，获得所述金属材料的本构方程。因此，该方法能够实现描述金属材料动态的本构关系的准确性得以提高，使得进行汽车碰撞模拟分析的准确性也随之提高的技术效果。

技术领域

本发明涉及材料力学性能测试技术领域，尤其涉及一种金属材料本构关系的获取方法、装置、设备和存储介质。

背景技术

汽车的碰撞安全性一直是重点研究的关键技术，直接体现在车身撞击过程中，吸收撞击能量的能力及对乘员的保护程度。在撞击过程中，材料的变形是一个高应变速率的动态响应。因此，研究汽车车身用的钢板在高速下的动态力学行为，是对汽车轻量化发展进程中的优化结构设计、合理选择材料和提高车身安全性具有指导作用。

由于模拟碰撞的拉伸试验所采用的应变速率远远超过了准静态的拉伸试验，尤其是在超高应变速率(超过100/s的应变速率)条件下，力传感系统会受到夹头加速和阻尼振动的影响，导致测定的力值-时间曲线出现振荡，这种振荡幅度随着加载速率的提高而显著提高。在超高应变速率下，关于金属材料动态变化的相关数据的准确性大大降低，难以准确地描述金属材料动态下的本构关系。

发明内容

本申请实施例通过提供一种金属材料本构关系的获取方法、装置、设备和存储介质，解决了现有技术中在超高应变速率条件下获取的金属材料动态的本构关系准确性低的技术问题，能够实现描述金属材料动态的本构关系的准确性得以提高，使得进行汽车碰撞模拟分析的准确性也随之提高的技术效果。

第一方面，本发明实施例提供一种金属材料本构关系的获取方法，应用于性能测试系统中的拉伸试验机，所述方法包括：

通过所述拉伸试验机对金属材料进行弹性变形阶段的拉伸试验，获得所述拉伸试验机的拉杆的弹性换算系数；

通过设置N个拉伸速度，控制所述拉伸试验机采用所述N个拉伸速度中的每个拉伸速度进行拉伸试验，得到所述金属材料的N条应力应变曲线，其中，N≥2；

根据所述弹性换算系数和所述N条应力应变曲线，获得所述金属材料的本构方程。

优选的，所述通过设置N个拉伸速度，控制所述拉伸试验机采用所述N个拉伸速度中的每个拉伸速度进行拉伸试验，得到所述金属材料的N条应力应变曲线，包括：

针对所述N个拉伸速度中的每个拉伸速度，获取在拉伸速度下所述金属材料的变形图像，根据所述拉伸速度和所述变形图像，获取变形应变数据；根据所述弹性换算系数和所述变形应变数据，获得变形应力数据；根据所述变形应变数据和所述变形应力数据，得到一条应力应变曲线；

在所述每个拉伸速度均完成上述操作之后，得到所述N条应力应变曲线。

优选的，所述根据所述弹性换算系数和所述N条应力应变曲线，获得所述金属材料的本构方程，包括：

针对所述N条应力应变曲线中的每条应力应变曲线，根据应力应变曲线的变形应变数据和变形应力数据，以及所述弹性换算系数，获得所述应力应变曲线的屈服值，并且在所述应力应变曲线中查找到应力最大值；根据所述屈服值和所述应力最大值，对所述应力应变曲线去掉弹性阶段线段和缩颈断裂阶段线段，获得一条调整后的应力应变曲线；

所述每条应力应变曲线完成上述操作之后，获得N条调整后的应力应变曲线；

根据所述N条调整后的应力应变曲线和Johnson-Cook本构模型，获得所述本构方程。