[发明专利]一种金属材料拉伸-扭转组合变形强度条件的建立方法

摘要

本发明涉及一种金属材料拉伸‑扭转组合变形强度条件的建立方法，该方法先对试件进行声发射断铅试验得到各试件的声速值，再按照设定的拉转加载方案对标记声速值的试件进行拉扭加载试验并采集力学信号，利用信号得到拉扭破坏应力，然后建立拉扭破坏应力关于声速值、拉伸与扭转加载速率的关系模型，根据关系模型及测定的声速值预测材料的拉扭破坏应力，建立试件的拉扭强度条件。本发明建立了金属拉扭破坏应力关于材料声速值、拉伸位移加载速率、扭转加载速率的多元回归模型，基于对金属材料预先测定的声速值及拉扭加载速率，由该模型预测不同试件、不同加载速率下的破坏应力，建立相应材料的拉扭强度条件。

主权项

1.一种金属材料拉伸‑扭转组合变形强度条件的建立方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步、设计并组建试验系统，所述试验系统包括电子拉扭试验机及其配套的信号采集系统、声发射信号分析系统和计算机分析系统，所述电子拉扭试验机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；所述信号采集系统用于采集试验过程中产生的声发射信号；所述声发射信号分析系统用于采集试件断铅试验中的声速值，并自动储存声发射声波，实时监测断铅试验过程中的声发射现象；所述计算机分析系统用于根据采集的声发射信号计算提取信号特征值，绘制特征曲线，并进行后续的不同加载速率下拉扭破坏应力的分析计算；第二步、利用声发射信号分析系统对同材料的一组专用拉扭试件进行声发射断铅试验，得到各试件的声速值，并在试件上标记声速值；第三步、设计拉伸‑扭转组合加载方案并利用电子拉扭试验机按照设定的拉伸‑扭转加载方案对标记声速值的试件进行试验，在试验过程中通过声发射信号分析系统采集力学信号，力学信号包括轴向拉力、轴向变形、扭矩和扭转角；第四步、结合材料拉扭组合破坏类型、应力状态理论及试验过程中采集的最大轴向拉力和最大扭矩，得到各试件的拉扭破坏应力；第五步、基于最小二乘法建立拉扭破坏应力关于材料声速值、拉伸与扭转加载速率的关系模型，然后获取相关性系数，并依据相关性系数验证关系模型的有效性；第六步、根据关系模型及测定的声速值预测给定拉扭加载速率下材料的拉扭破坏应力，然后建立试件的拉扭强度条件。