[发明专利]一种材料拉扭破坏应力及破坏面方向的预测方法

摘要

本发明涉及一种材料拉扭破坏应力及破坏面方向的预测方法，该方法根据拉扭电子材料试验机及其配套的信号采集系统，对由同种材料加工而成的一组专用拉扭试件设计拉伸‑扭转组合变形加载方案，设定不同的拉扭加载速率对试件进行试验；联合材料破坏类型、组合变形及强度理论、试验所得最大轴力、最大扭矩，计算得到相应加载速率下材料的拉扭破坏应力及破坏面方向，并测量破坏面与横截面的夹角；基于最小二乘法原理建立破坏应力、破坏面方向关于拉伸加载速率、扭转加载速率的关系模型；依据相关性系数及实测破坏角验证该模型的可靠性，根据建立的模型可以预测不同加载速率下材料的破坏应力及破坏面方向，实现对金属材料的拉扭强度及安全做出预测。

主权项

1.一种材料拉扭破坏应力及破坏面方向的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步、设计并组建试验系统，所述试验系统包括拉扭电子材料试验机及其配套的信号采集系统，用于对由同种材料加工而成的一组专用拉扭试件进行拉伸‑扭转载荷加载试验，并采集力学特征信号；计算机分析系统，用于根据采集的信号获取不同加载速率下试件破坏应力、破坏面方向；第二步、加工试验用标准试件，将同一种金属材料按照设计要求尺寸加工，获得一组用于拉扭试验的专用试件；第三步、设计拉扭组合加载方案并按照方案进行试验，设计一组不同水平的轴向位移、扭转角加载速率，并按照设定的加载速率进行拉伸扭转试验，实时采集试验过程中的力学信号，力学信号包括轴向拉力、轴向变形、扭矩、扭转角等；第四步、基于采集的试验数据及材料力学理论，获得不同加载速率下试件的理论破坏应力及理论破坏面方向；第五步、拉伸扭转试验结束后，观察试件的断裂破坏面，并测量破坏面的斜面长度，最后获取试件的破坏面与横截面之间的实际夹角；第六步、建立破坏应力、破坏面方向关于拉伸加载速率、扭转加载速率的关系模型，并获取相关性系数，然后依据相关性系数验证该模型的有效性，同时根据建立的模型预测不同加载速率下材料的破坏应力及破坏面方向，以便于对材料的拉扭强度及安全性作出预测。