[发明专利]圆盘试样压缩获取材料单轴应力-应变关系的方法

摘要

本发明公开了一种圆盘试样压缩获取材料单轴应力‑应变关系的方法，采用硬质合金加工压缩夹具，压缩厚度适中的圆盘试样获取其连续的载荷‑位移曲线，采用幂律拟合载荷‑位移曲线（非线性段），将拟合的特征载荷和位移指数带入式(2)计算即以获取其单轴应力‑应变关系。本发明适用于延性、幂律等向强化材料，能够获取多种类延性材料的应力‑应变关系曲线，可以根据测试材料的实际情况设计试样尺寸，试样可以小到毫米级和微米级，灵活方便，克服了传统单轴拉伸试验受到材料尺寸很大限制等不足，也可用于测试材料高温单轴应力‑应变关系曲线。本方法对于贵重金属、轻质材料、服役构建微创圆片等小试样的本构关系的微力材料测试有较大优势。 1

主权项

1.圆盘试样压缩获取材料单轴应力‑应变关系的方法,用于焊接结构及高应力梯度结构的局部材料及小尺寸试样的本构关系测量以获取材料单轴应力‑应变关系；其主要步骤包括：1)圆盘试样厚度控制在B/r为0.3～0.6；采用硬质合金压缩夹具对压缩圆盘试样获取P‑V试验曲线，采用幂律用于描述P‑V关系，其中r为圆盘半径，B 表示圆盘厚度， P*为特征载荷，m为位移指数，可由试验获取的P‑V试验数据回归得到；2)将P*和m值代入如下公式组即可获取材料屈服强度σy和应变硬化指数n；式中c＝Enσy1‑n/(1+n)，A*＝πrB， E为材料弹性模量；k1～k5为模型常数；3)将σy和n代入Hollomon方程即可获取材料的单轴应力‑应变关系。