[發明專利]一種高溫拉伸試驗真應力的獲取方法

有效

• 申請號: 201810147752.9
• 申請日: 2018-02-13
• 公開（公告）號: CN108489820B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 趙寶純;李桂艷;王曉峰;馬惠霞
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18;G01N3/06
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所(普通合伙) 21224
• 代理人: 張群

本發明涉及一種高溫拉伸試驗真應力的獲取方法，選用呈圓棒狀的拉伸試樣，測量出試樣的總長度和橫截面直徑；將帶熱電偶的試樣安裝在熱模擬試驗機上，以設定的拉伸速度V將試樣拉斷，拉斷后的試樣斷口呈圓形；將其投影到平面內，建立坐標系，根據A和B兩點間的曲線呈現的形狀擬合，采用函數關系式表示，得到試樣橫截面面積與拉伸長度的變化關系：進而得到時刻t對應的試樣橫截面面積，然后找出時刻t時試樣所受力值F，最終得到試樣受到的真應力曲線。優點是：通過對拉斷后斷口呈圓形的拉伸試樣分析，有效獲得試樣在高溫拉伸過程中的橫截面面積的變化，從而獲得準確真應力曲線。

技術領域

本發明屬于熱力模擬試驗技術領域，尤其涉及一種高溫拉伸試驗真應力的獲取方法。

背景技術

基于高溫拉伸試驗數據研究材料高溫力學性能和軋制力預測主要采用的是熱力模擬試驗機和材料力學試驗機。通常的試驗設備內嵌有力傳感器，可以直接獲取材料在整個試驗過程受到的力值，但是設備卻沒有直接獲取材料在試驗過程中橫截面面積變化情況的能力。在試驗過程中，可以獲得材料的溫度、變形量、力值以及流變應力值等參數。在高溫拉伸試驗數據中重要參數之一就是應力值，然而，設備準確采集得到的只能是試樣承受的載荷力值，難于獲取試樣隨拉伸過程變化的橫截面面積，而應力是載荷力值與試樣在此時的橫截面面積的比值，因此，通過現有技術難于實現對高溫拉伸過程中應力值的精確測量。

研究材料高溫強度和材料的軋制力預測，其中一種方法是通過高溫拉伸的方法得到材料拉伸試驗數據，并以此數據為基礎，進行回歸擬合得到應力應變曲線，并考慮變形速率和變形溫度對流變應力的影響，以獲得高精度的軋制力預報值，需要提出一種有效的高溫拉伸試驗真應力獲取方法。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明的目的是提供一種高溫拉伸試驗真應力的獲取方法，通過對拉斷后的試樣分析，以找出試樣在拉伸過程中的截面變化趨勢，實現有效獲得材料在拉伸過程中的真應力的目的。

為實現上述目的，本發明通過以下技術方案實現：

一種高溫拉伸試驗真應力的獲取方法，包括以下步驟：

1)選用呈圓棒狀的拉伸試樣，測量出試樣的總長度和橫截面直徑，分別記為L，D；

2)在步驟1中的試樣長度的中間位置焊接熱電偶；

3)將帶熱電偶的試樣安裝在熱模擬試驗機上，按照設定的溫度下，以設定的拉伸速度V將試樣拉斷，拉斷后的試樣斷口呈圓形；在此過程中采集設定的溫度，熱電偶反饋溫度，拉伸力值以及拉伸過程的位移量，設定數據采集頻率為f；

4)將拉斷后試樣的兩端斷口對接，測量其總長度L'和斷口直徑d，得到試樣的伸長量ΔL＝L'-L；

5)選取步驟3)中拉斷后的一段試樣，將其投影到平面內，以該段試樣長度方向，即試樣的軸線為y軸，沿著該段試樣的長度方向寬度開始減小處作y軸的垂線，以垂線段所在直線為x軸建立直角坐標系，對在坐標系上的該段試樣投影的輪廓線進行分析，輪廓線的斷口處端點A的坐標為輪廓線與x軸的正向交點B的坐標為根據A和B兩點間的曲線呈現的形狀擬合，采用函數關系式(1)、式(2)表示：

y＝ax²+c (1)

y＝ex⁴+f (2)

式(1)、式(2)中：a、c、e、f為待定系數；

將A和B兩點的坐標分別代入公式(1)或(2)，得到待定系數a，c，e和f，進而得到了相應的函數表達式；

6)步驟5)中得到的函數說明了試樣的橫截面直徑隨著拉伸長度的變化規律，橫截面面積S計算公式為：

S＝πx² (3)