[发明专利]一种单轴双向拉伸曲线处理方法

说明书

本发明涉及一种单轴双向拉伸曲线处理方法，以单轴单向拉伸载荷曲线为基础，将材料的载荷与变形之间的响应同材料的应变速率效应相结合，以材料本构方程中的应变速率因子作为修正系数来准确表征材料在单轴双向拉伸工况下的试验曲线。本发明能够准确可靠的建立材料的应力应变关系，满足工程实际的应用要求，不仅适应于单轴双向拉伸试验，还可以推广应用在多轴拉伸工况等。

技术领域

本发明属于材料拉伸试验领域，涉及一种单轴双向拉伸曲线处理方法。

背景技术

在单轴双向拉伸试验中，试样的两端在同一轴线上以相反的方向同时被拉伸，与传统单轴单向拉伸试验不同，试验机的两个拉伸端在试验过程中会分别测出2条试验曲线，这2条曲线与单向拉伸的试验曲线并不相同，需要进行一定的数据处理才能合理表征出材料的应力应变关系，满足曲线的使用要求，因此，准确可靠的曲线处理方法一直以来都是试验人员非常重视的关键环节，这对材料性能的准确性表述以及材料的推广应用至关重要。

目前的曲线处理方法通常是对试验机测得的2条载荷数据进行相加之后求平均值。然而，这种过于简单的平均载荷法忽略了材料的应变速率效应，会产生较大的误差，尤其在中高应变速率双向拉伸试验工况下，对试验结果带来的影响更为明显，直接造成试验曲线严重失真，因此，确定一种准确可靠的曲线处理方法十分重要。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种单轴双向拉伸曲线处理方法，既能够考虑材料应变速率效应，又能准确获取材料的双向拉伸载荷，能够准确可靠的建立材料的应力应变关系，满足工程实际要求。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种单轴双向拉伸曲线处理方法，以单轴单向拉伸载荷曲线为基础，将材料的载荷与变形之间的响应同材料的应变速率效应相结合，以材料本构方程中的应变速率因子作为修正系数来准确表征材料在单轴双向拉伸工况下的试验曲线；具体包括以下步骤：

1)设置两种以上不同的应变速率进行单轴单向拉伸试验，获取材料在单轴单向拉伸工况下的拉伸曲线；

2)以材料在单轴单向拉伸工况下的拉伸曲线为基础，选取具有应变速率效应的非耦合性本构方程进行拟合，根据试验结果按照实际应变速率获取材料本构方程的拟合参数；

3)用进行单轴单向拉伸试验相同尺寸的试样，进行单轴双向拉伸试验，获取材料在单轴双向拉伸工况下的试验曲线及实际应变速率；

4)由于双向拉伸的实际应变速率远超过名义应变速率，因此，需要利用本构方程中的应变速率因子项作为修正系数，材料在双向拉伸试验工况下的修正系数P为名义应变速率因子与实际应变速率因子的比值；

5)材料在设定试验工况下测得的单轴双向拉伸应力乘以对应工况下的修正系数P即为修正后的单轴双向拉伸应力。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明克服了目前平均载荷法产生的误差较大等缺点，能够准确可靠的建立材料的应力应变关系，满足工程实际的应用要求，不仅适应于单轴双向拉伸试验，还可以推广应用在多轴拉伸工况等。

附图说明

图1是单轴单向拉伸曲线图。

图2是单轴双向拉伸曲线图。

图3是修正后的单轴双向拉伸曲线图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。

实施例

1、按照实际需求设定0.001/s和500/s两种应变速率工况进行单轴单向拉伸试验，获取材料在单轴单向拉伸工况下的拉伸曲线，如图1所示；