[發明專利]材料或構件等效應力-應變關系測定方法

在審

• 申請號: 201810083493.8
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108254253A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 蔡力勛;陳輝;劉曉坤;張志杰;包陳
• 申請（專利權）人: 成都微力特斯科技有限公司
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 符瑩瑩

1.一種材料等效應力-應變關系測定方法，其特征在于，包括以下步驟：

采用具有兩段不同錐角θ₁、θ₂的單個錐形壓頭對材料表面進行單次準靜態壓入加載試驗，以獲得由帶有明顯拐折的兩個加載段構成的載荷P-深度h曲線；其中，確定形狀尺寸的錐形壓頭對應確定的θ₁、θ₂取值；

采用冪函數(1)回歸載荷P-深度h曲線的兩個加載段分別得到兩個加載段對應的加載曲率分別為錐角θ₁對應的加載段和錐角θ₂對應的加載段下的加載曲率值；其中，冪函數(1)為P＝Ch²，其中C為加載曲率；

將錐角θ₁、錐角θ₂、所得的加載曲率帶入方程組(2)：

解方程組(2)得：

其中：C^*為特征加載曲率，且E為材料的彈性模量，σ_y為名義屈服應力，n為應變硬化指數；k₁、k₂為無量綱常數，且確定形狀的錐形壓頭對應確定的k₁、k₂取值；

將求得的σ_y、n的值代入式(3)：

即為被測材料的等效應力σ-應變ε關系；式中，K為應變硬化系數。

2.根據權利要求1所述的材料等效應力-應變關系測定方法，其特征在于：

所述錐形壓頭為圓錐形；

對應的θ₁、θ₂分別為錐形壓頭兩段圓錐面的半錐角；

對應的k₁＝13.06、k₂＝0.1471。

3.根據權利要求1所述的材料等效應力-應變關系測定方法，其特征在于：

所述錐形壓頭為正四棱錐形；

對應的θ₁、θ₂分別為兩段棱錐面相對兩棱面的半夾角；

對應的k₁＝15.98，k₂＝0.1502。

4.根據權利要求1所述的材料等效應力-應變關系測定方法，其特征在于：

被測材料的彈性模量E采用Oliver-Pharr方法測量求得。

5.根據權利要求4所述的材料等效應力-應變關系測定方法，其特征在于：

被測材料的彈性模量E采用超聲方法測量求得。

6.根據權利要求1所述的材料等效應力-應變關系測定方法，其特征在于：

壓入深度h的范圍為100μm-200μm。

7.根據權利要求1所述的材料等效應力-應變關系測定方法，其特征在于：

在進行壓入之前，對被測材料宏觀表面進行打磨和拋光，使被測材料表面粗糙度低于0.32μm。

8.根據權利要求1所述的材料等效應力-應變關系測定方法，其特征在于：

對于納米尺度材料進行測試時，在壓入之前，將材料處理至均勻、平滑、深度或載荷測試可以實現，不限制壓入深度。

9.根據權利要求1所述的材料等效應力-應變關系測定方法，其特征在于：

所述錐形壓頭采用金剛石材質構成。

10.一種構件等效應力-應變關系測定方法，其特征在于：

將權利要求1-9任一項所述的材料等效應力-應變關系測定方法中對材料的操作換成對宏觀構件的操作，用于測量構件的等效應力-應變關系。