[發明專利]獲得鈦合金管連續變化的收縮應變比的方法

有效

• 申請號: 201310024313.6
• 申請日: 2013-01-23
• 公開（公告）號: CN103115817A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 詹梅;皇濤;譚金強;楊合
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 慕安榮

技術領域

本發明屬于金屬塑性成形加工領域，用于鈦合金管材塑性成形加工時的主要性能檢測，具體涉及一種連續測定大塑性變形條件下鈦合金管材收縮應變比變化的方法。

背景技術

在航空、航天、能源等高技術領域，鈦合金彎管件是必不可少且廣泛使用的一類零部件。收縮應變比是衡量金屬管材變形性能的重要指標之一，其大小通常是以單向拉伸時試樣的寬度方向應變和厚度方向應變的比值來表示，收縮應變比可表示為CSR。在現有的研究中，主要是根據航空標準SAE?AS4076獲得鈦合金管材的收縮應變比。該方法是在試樣拉伸變形至軸向標距的3.75％的工程應變水平時，測量其軸向標距和外徑，從而計算出收縮應變比。然而，采用這種方法獲得的收縮應變比僅僅是一個定值。另外，該方法中選取50mm作為管試樣標距，這樣僅僅可以獲得塑性應變約為0.045左右大小的小塑性變形條件下的收縮應變比。然而，鈦合金管材在實際彎曲成形過程中，隨著塑性變形的進行，收縮應變比是不斷變化的。當鈦合金管材進行小彎曲半徑、大彎曲角度彎曲成形時，在管材的彎曲外側和彎曲內側均會發生大的塑性變形，塑性應變可以達到0.170左右，甚至更高。如果采用小塑性變形條件下得到不變的收縮應變比來分析鈦合金管材的彎曲變形，必然會給分析結果帶來一定的誤差。

數字散斑測量法是通過圖像匹配的方法，借助CCD相機觀測物體表面并精確記錄分析變形前后的散斑圖像，來跟蹤表面幾何點運動以得到位移場，并在此基礎上計算得到應變場。采用數字散斑測量法可直接獲得小標距下鈦合金管試樣的周向應變和軸向應變。本發明選取lmm作為鈦合金管試樣標距，通過對鈦合金管試樣在變形中的彈性應變進行修正，能夠準確得到鈦合金管材在每一變形量下的收縮應變比，從而獲得鈦合金管材在大塑性應變下變化的收縮應變比。

發明內容

為克服現有技術中存在的只能獲得鈦合金管材小塑性變形條件下不變的收縮應變比的不足，本發明提出了一種獲得鈦合金管連續變化的收縮應變比的方法。

本發明的具體步驟如下：

步驟一，制作管試樣。

在所述管試樣上確定兩個標距點。在確定所述兩個標距點時，以管試樣長度方向的中心為基準，向該中心兩側各取0.5mm，分別作為標距點A和標距點B。標距點A和標距點B之間為管試樣的標距，長度為L₀。在管試樣兩端內孔中裝入支撐用的管塞。

步驟二，裝夾管試樣。

步驟三，拉伸試驗。所述拉伸過程采用位移控制方式，并通過兩只CCD相機分別獲得管試樣周向應變和軸向應變變化參數。單向拉伸的拉伸速度為2mm/min～4mm/min，

步驟四，修正管試樣周向應變。在修正管試樣的周向應變中，根據確定的管試樣在彈性階段周向應變管試樣在單向拉伸中相機所記錄的周向應變ε_c，通過式（3）修正管試樣的周向應變；

所述的ϵce=-vσE---(1)]]>

在式（1）中，v為泊松比；σ為管試樣在彈性階段名義應力；E為彈性模量；

所述的ϵc=ϵce+ϵcp---(2)]]>

在式（2）中，為管試樣的周向塑性應變；

通過式（3）修正管試樣的周向應變。