[发明专利]基于壁厚线性模型的管材力学性能液压胀形测试方法

摘要

基于壁厚线性模型的管材力学性能液压胀形测试方法，它涉及一种管材力学性能液压胀形测试方法。本发明为解决现有的管材力学性能液压胀形测试方法存在管材壁厚测量困难和实验不连续的问题。一、测量待测试管材的初始壁厚、待测试管材的外半径和胀形区长度；二、将待测试管材放置到上模具和下模具之间，将待测试管材的两端进行密封；三、向待测试管材内充入高压液体介质；四、实时记录待测试管材胀形过程中的高压液体介质的压力和胀形高度，直至待测试管材破裂；五、测量待测试管材破裂点的壁厚：根据壁厚线性模型通过计算获得胀形过程中每一时刻的壁厚；六、通过计算获得管材的等效应力应变曲线。本发明用于管材力学性能液压胀形测试。

主权项

一种基于壁厚线性模型的管材力学性能液压胀形测试方法，其特征在于管材力学性能液压胀形测试方法步骤如下：步骤一、测量待测试管材(1)的初始壁厚t0、待测试管材(1)的外半径R0和胀形区长度L0；步骤二、将待测试管材(1)放置到上模具(2)和下模具(3)之间，并通过左密封冲头(4)和右密封冲头(5)对待测试管材(1)的两端进行密封；步骤三、向待测试管材(1)内充入高压液体介质(8)，高压液体介质(8)的压力为15～300MPa；步骤四、实时记录待测试管材(1)胀形过程中的高压液体介质(8)的压力和胀形高度h，直至待测试管材(1)破裂；步骤五、测量待测试管材(1)破裂点的壁厚：根据壁厚线性模型通过计算获得胀形过程中每一时刻的壁厚t：t＝t0‑bh，其中t为每一时刻的壁厚，t0为管材的初始壁厚，h为管材的胀形高度，b为常数；将胀形结束时的壁厚tend和胀形高度hend代入公式t＝t0‑bh即可求得b值；步骤六、通过计算获得管材的等效应力应变曲线；等效应力为 σ i = σ θ 2 - σ θ σ z + σ z 2 其中σθ为环向应力；σz为轴向应力； σ θ = p ( ρ θ - t ) 2 t ( ρ z - t / 2 ) ( 2 ρ z - ρ θ - t ) - - - ( 1 ) σ z = p ( ρ θ - t ) 2 2 t ( ρ θ - t / 2 ) - - - ( 2 ) 式中ρθ为胀形区分析点的环向曲率半径；ρz为胀形区分析点的轴向曲率半径；等效应变为 ϵ i = 2 ϵ θ 2 + ϵ θ ϵ t + ϵ t 2 / 3 其中εθ为环向应变；εt为厚向应变； ϵ θ = ln ( R 0 + h - t / 2 R 0 - t 0 / 2 ) - - - ( 3 ) ϵ t = ln ( t t 0 ) - - - ( 4 ) 步骤七、根据等效应力应变曲线，确定待测试管材1材料的K值、n值和抗拉强度。