[发明专利]双锥形压入预测材料单轴本构关系测定方法

摘要

本发明公开了一种双锥形压入预测材料单轴本构关系测定方法，采用两种不同金刚石锥形压头(圆锥形或正四棱锥形)分别对平滑材料表面进行准静态压入加载，获得连续的载荷P‑深度h曲线后通过该曲线加载段得到加载曲率C，经简单处理预测材料单轴本构关系。本发明方法克服了现有锥形压入技术需大范围有限元计算和依靠多级回归拟合得到复杂数值关系等缺陷，避免了现有技术求解本构关系的苛刻技术要求，可用于蠕变、冲击等加载条件进行材料本构关系和相关因素的力学效应分析。本发明对于微机电系统、航空航天、核电、高铁、油气运输、生物医学工程等关键工程广泛存在的小型结构或焊接结构的材料单轴力学性能获取具有重要意义。

主权项

1.双锥形压入预测材料单轴本构关系测定方法，采用两种不同角度的圆锥形或正四棱锥形金刚石锥形压头分别对抛光材料表面进行单次准静态压入加载试验，获得连续的载荷P-深度h曲线，然后通过简单的数据处理获得可预测材料单轴本构关系；其具体过程包括：1)锥形压入加载曲线满足公式(1)所示的Kick定律，采用幂律回归P-h曲线加载段得到其加载曲率C；P＝Ch2 (1)2)被测材料的弹性模量E可通过经典的测量方法得到，将1)所得θ1和θ2两种锥形压头半锥角对应的加载曲率Cθ1和Cθ2代入式 C θ 1 = v * k 1 k 2 n tan 2 - n θ 1 C θ 2 = v * k 1 k 2 n tan 2 - n θ 2 - - - ( 2 ) ]]>可预测出被测材料或构件的本构关系参数σy、n；式中：v*为特征能量密度且满足v*＝Enσy1-n/(1+n)，E为材料的弹性模量，σy为名义屈服应力，n为应变硬化指数，若选择圆锥形压入，则θ1和θ2分别为两种圆锥压头的半锥角；若选择正四棱锥形压入，则θ1和θ2分别为两种四棱锥压头相对两棱面的半夹角；k1、k2为无量纲常数；3)根据2)得到的σy、n结果，代入式： σ = E ϵ σ ≤ σ y Kϵ n σ ≥ σ y - -

下载完整专利技术内容需要扣除积分，VIP会员可以免费下载。 免登录下载普通用户下载升级VIP会员，免费下载

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息，商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于西南交通大学，未经西南交通大学许可，擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作，请联系【客服】

本文链接：http://www.vipzhuanli.com/patent/201610024076.7/，转载请声明来源钻瓜专利网。