[发明专利]一种尼龙材料拉扭组合的屈服准则及其建立方法

摘要

本发明涉及一种尼龙材料拉扭组合的屈服准则及其建立方法，先测量尼龙材料的密度，再对加工好的拉扭标准试件进行声发射断铅试验得到各试件的声速值，按照设定的拉扭加载方案对试件进行试验并采集力学信号，分析计算拉伸、扭转各自屈服应力，由实验数据画图验证得到Mises屈服准则可作为尼龙拉扭组合时的屈服准则，基于实验数据拟合得到Mises屈服准则中应力偏张量的第二不变量关于密度、声速、拉扭加载速率的关系模型，从而得到修正的尼龙拉扭Mises屈服准则。本发明通过该准则由加载前测定的声速、密度、拉扭加载速率，得到拉扭屈服时的相当应力，并建立强度条件可进行相应的拉扭强度计算。

主权项

1.一种尼龙材料拉扭组合的屈服准则的建立方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步、选取一组圆柱型尼龙材料，测量其直径和高度，以得到圆柱型尼龙材料的体积，再对圆柱型尼龙材料称取质量，然后根据体积和质量计算尼龙材料的密度ρ；第二步、将一组圆柱型尼龙材料加工成拉扭标准试件，再利用声发射信号分析系统对该组尼龙标准试件进行声发射断铅试验，并采集各试件的声速值，将声速值记作ζ；第三步、组建拉扭试验系统，所述拉扭试验系统包括电子拉扭试验机和计算机分析系统；设计尼龙拉扭组合加载方案，利用电子拉扭试验机按照设计好的拉扭组合加载方案对尼龙标准试件进行拉扭试验，采集试验过程中的力学信号并存储到计算机分析系统，所述力学信号包括载荷及位移信号；第四步、通过试验过程中得到的力学信号，分析各个尼龙标准试件的屈服切应力与正应力，使用Mises屈服准则，并基于最小二乘法建立Mises屈服准则中应力偏张量的第二不变量关于尼龙材料密度、声速值、拉伸加载速率、扭转加载速率的拟合模型；第五步、根据拟合模型以及尼龙标准试件的声速值和密度，预测不同拉扭加载速率下尼龙屈服失效时应力偏张量的第二不变量，将预测的拟合值与实际值进行对比，验证拟合模型的可靠性，然后建立修正的尼龙拉扭屈服准则；第六步、根据修正的尼龙拉扭屈服准则建立尼龙拉扭强度条件。