[发明专利]一种金属材料累积损伤模型及其标定方法

权利要求书

1.一种金属材料累积损伤模型及其标定方法，其特征在于，所述累积损伤模型如公式①所示：

Y＝a×sinh(b×X-c)+d公式①

在公式①中，a、b、c、d为材料参数，Y为累计损伤值，X为等效塑性应变值，所述累积损伤模型的标定是基于单轴循环加载试验，其标定方法包括以下步骤：

(1)、开展单轴循环加载试验，获得材料的工程应力-应变曲线；

(2)、基于得到的工程应力-应变曲线，计算不同工程应变下的杨氏模量E；

(3)、根据不同应变下的杨氏模量E，计算不同应变下的累积损伤D，并获得累积损伤与工程应变的数据点；

(4)、将累积损伤与工程应变的数据点转化为累积损伤与等效塑性应变的数据点；

(5)、采用公式①对累积损伤与等效塑性应变的数据点进行曲线拟合，运用最小二乘法获得公式①中材料参数，a、b、c、d的最佳拟合值。

2.如权利要求1所述的金属材料累积损伤模型及其标定方法，其特征在于，在万能拉伸机上进行单轴循环加载试验，卸载控制条件为：试样的工程应变每增加0.002-0.01则触发卸载，卸载速度为1.8-3.0mm/min；加载控制条件为：载荷降到200-800N则触发加载，加载速度为1.8-3.0mm/min，按照此加载卸载条件，循环加载卸载，直至试样断裂，获得材料的工程应力-应变曲线。

3.如权利要求2所述的金属材料累积损伤模型及其标定方法，其特征在于，卸载控制条件为：试样的工程应变每增加0.005则触发卸载，卸载速度为3mm/min；加载控制条件为：载荷降到500N则触发加载，加载速度为3mm/min。

4.如权利要求1-3任一所述的金属材料累积损伤模型及其标定方法，其特征在于，在步骤(2)中，对于得到的工程应力应变曲线，以L_i和UL_i分别标记不同循环次数的加载曲线和卸载曲线，循环次数i取大于0的自然数，第一次循环的加载曲线标记为L₁，卸载曲线标记为UL₁，第二次循环的加载曲线标记为L₂，卸载曲线标记为UL₂，后续循环的标记以此类推。

5.如权利要求4所述的金属材料累积损伤模型及其标定方法，其特征在于，采用线性方程y＝a₀+b₀×x对第一次循环的加载曲线L₁进行杨氏模量拟合，得到的b₀值即为初始杨氏模量E₀。

6.如权利要求5所述的金属材料累积损伤模型及其标定方法，其特征在于，采用线性方程y＝a_i+b_i×x对所有循环的卸载曲线进行拟合，得到的b_i值即为杨氏模量E_i。

7.如权利要求6所述的金属材料累积损伤模型及其标定方法，其特征在于，采用公式D_i＝1-E_i/E₀计算所有循环的累积损伤值，获得累积损伤与工程应变的数据点，其中，E₀和E_i分别表示初始杨氏模量和第i次循环的杨氏模量。

8.如权利要求7所述的金属材料累积损伤模型及其标定方法，其特征在于，基于DIC测量或者有限元仿真分析获得的等效塑性应变-工程应变关系曲线，将累积损伤与工程应变的数据点转化为累积损伤与等效塑性应变的数据点。