[發明專利]一種測量材料最大彎曲應力的方法和裝置

有效

• 申請號: 201810293010.7
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN108548729B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 夏鴻建;李東宇;馬杰;王煜
• 申請（專利權）人: 佛山市諾威科技有限公司
• 主分類號: G01N3/20
• 分類號: G01N3/20
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 譚英強

1.一種測量材料最大彎曲應力的方法，其特征在于，包括以下步驟：

測量被測材料待測部位的曲率半徑；

根據被測材料待測部位的曲率半徑，從預先測得的最大彎曲應力-曲率半徑曲線中獲取對應的最大彎曲應力；

所述最大彎曲應力-曲率半徑曲線通過以下步驟獲取：

用試驗材料構建懸臂梁；所述懸臂梁包括固定端和活動端；

向懸臂梁的活動端施加載荷；

對懸臂梁的固定端進行有限元分析，從而得到懸臂梁的固定端在所述載荷下的最大彎曲應力，以及懸臂梁在最大彎曲應力作用點附近的曲率半徑；

記錄最大彎曲應力-曲率半徑對應關系；

改變向懸臂梁的活動端施加的載荷，從而得到多個最大彎曲應力-曲率半徑對應關系；

將所述多個最大彎曲應力-曲率半徑對應關系組成最大彎曲應力-曲率半徑曲線；

所述有限元分析具體包括：

對懸臂梁的固定端進行網格劃分；

在懸臂梁的固定端的最大應力區域選擇多個網格分別作為采樣點，對各采樣點的位移和所受應力進行采樣；所述最大應力區域為最大彎曲應力在懸臂梁的固定端上的集中區域；

根據各采樣點的所受應力，計算懸臂梁的固定端在所述載荷下的最大彎曲應力；

根據各采樣點的位移，計算懸臂梁在最大彎曲應力作用點附近的曲率半徑；

所述根據各采樣點的位移，計算懸臂梁在最大彎曲應力作用點附近的曲率半徑這一步驟，具體包括：

根據各采樣點的位移，將各采樣點擬合為圓弧；

計算圓弧所在圓的半徑作為懸臂梁在最大彎曲應力作用點附近的曲率半徑；

所述根據各采樣點的位移，計算懸臂梁在最大彎曲應力作用點附近的曲率半徑這一步驟，所用公式為：

式中，N為采樣點總數，(X_i,Y_i)為第i個采樣點的坐標，a,b,c,D,E,G,H均為計算過程的中間參數，R為曲率半徑。

2.根據權利要求1所述的一種測量材料最大彎曲應力的方法，其特征在于，所述試驗材料與被測材料為同一種材料。

3.根據權利要求1或2所述的一種測量材料最大彎曲應力的方法，其特征在于，所述將所述多個最大彎曲應力-曲率半徑對應關系組成最大彎曲應力-曲率半徑曲線這一步驟，具體包括：

以最大彎曲應力作為縱坐標，以曲率半徑作為橫坐標，根據所述多個最大彎曲應力-曲率半徑對應關系，得到多個數據點；

將所述多個數據點擬合所得的樣條曲線作為最大彎曲應力-曲率半徑曲線；所述樣條曲線經過所有數據點，所述樣條曲線在曲率半徑最小值與曲率半徑最大值形成的區間上連續。

4.根據權利要求3所述的一種測量材料最大彎曲應力的方法，其特征在于，所述樣條曲線為三次曲線。

5.根據權利要求4所述的一種測量材料最大彎曲應力的方法，其特征在于，所述樣條曲線的方程為

式中，j＝1,2,...,n-1，n為數據點總數，h_j＝x_j+1-x_j，m_j通過解下列方程求得：

式中，j取2,3,...,n-1；

f_i＝f(x_i)＝S(x_i),i＝1,2,...,n，其中S(x)∈C²[a,b]，a＝x₁x₂…x_n＝b；x表示橫坐標曲率半徑，x_j表示各數據點所代表的已知曲率半徑的坐標。

6.一種測量材料最大彎曲應力的裝置，其特征在于，包括：

存儲器，用于存儲至少一個程序；

處理器，用于加載所述至少一個程序以執行權利要求1-5任一項所述一種測量材料最大彎曲應力的方法。