[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

本發明公開了一種測量材料最大彎曲應力的方法和裝置，所述方法包括測量被測材料待測點的曲率半徑和從最大彎曲應力?曲率半徑曲線中獲取對應的最大彎曲應力等步驟；所述裝置包括存儲器和處理器。本發明方法將對材料最大彎曲應力的測量轉化為對其曲率半徑的測量，可以避免復雜的數學物理分析，大大簡化了應力分析的過程，特別是被測材料為復合材料時，更能體現出其簡便性和精確性，本發明方法不局限于材料的特性，可以適用于各種材料，提高了適用范圍。本發明廣泛應用于材料力學數字分析技術領域。

技術領域

本發明涉及材料力學數字分析技術領域，尤其是一種測量材料最大彎曲應力的方法和裝置。

背景技術

術語解釋

彎曲應力：物體在彎曲變形時，在物體內各部分之間產生相互作用的內力。

米塞斯應力：也稱范式等效應力，遵循材料力學的第四強度理論，可以表示材料的最大彎曲應力。

應力分析：分析和求解物體內各點的應力和應力分布的方法，可以確定與物體失效有關的危險點的應力集中、應變集中部位的峰值應力和應變。

復合材料：用先進的材料制備技術將不同性質的材料組分優化組合而成的新材料，特點是比重小、比強度和比模量大。

應力分析對材料的研究、開發和應用具有重要意義。現有的應力分析方法在數學上和物理上均存在較大的復雜性，這些應力分析方法幾乎都是針對特定的材料而進行，適用范圍小，特別是用于復合材料的應力分析時更為復雜，現有方法往往因無法取得解析解而造成結果誤差較大。如專利申請號為2013104030393的一種復合材料的有限元分析方法，針對纏繞成型的復合材料進行有限元分析，需要研究纏繞復合材料每層的纏繞方向、纏繞厚度以及材料失效準則；專利申請號為2015103956878的一種橡膠復合材料疲勞分析試驗方法，針對輪胎制品耐疲勞破壞性能進行分析，需要研究單層簾布屈撓疲勞等現象；其他現有技術一般是基于梁彎曲理論，通過對夾層梁微元的受力分析，確定各層、布和各層間的變形協調關系，求出夾層梁各層的正應力、層間剪應力和彎曲撓度的解析表達式，或者采用理論分析和數值模擬相結合的方法，側重層間應力的分析地研究不同纖維鋪設角下承受分布載荷層合板層間應力分布規律，或者通過對不同曲率半徑的復合材料曲板進行穩定性試驗，研究曲率半徑變化對試驗件屈曲載荷及屈曲模態的影響，通過物理實驗的方式，辨識復合材料在不同曲率半徑下的屈曲載荷等。現有技術的缺點，使得對材料的應力分析，尤其是最大彎曲應力的測量仍然存在不方便和不準確的問題。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明的第一目的在于提供一種測量材料最大彎曲應力的方法，第二目的在于提供一種測量材料最大彎曲應力的裝置。

本發明所采取的第一技術方案是：

一種測量材料最大彎曲應力的方法，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。

進一步地，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。