[發(fā)明專(zhuān)利]一種聚乙烯在復(fù)雜應(yīng)力下的三維斷裂模型建立及分析方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011140686.6
• 申請(qǐng)日: 2020-10-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112199879A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張毅;韓麗美;薛世峰;曹宇光;周博;劉翠偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/23
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/23;G06F119/14
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 王志坤

1.一種聚乙烯在復(fù)雜應(yīng)力下的三維斷裂模型建立方法，其特征在于，包括以下步驟：

針對(duì)同種聚乙烯材料，進(jìn)行單軸拉伸實(shí)驗(yàn)，獲取工程應(yīng)力-位移實(shí)驗(yàn)曲線；建立有限元模型，選定損傷模型，修改損傷模型參數(shù)直至模擬可以重現(xiàn)單軸拉伸實(shí)驗(yàn)得出的工程應(yīng)力-位移曲線，由此得出拉伸試樣的真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線；

并將真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線用于后續(xù)有限元模擬中，利用有限元分析建立聚乙烯材料在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的三維斷裂模型。

2.如權(quán)利要求1所述的聚乙烯在復(fù)雜應(yīng)力下的三維斷裂模型建立方法，其特征在于，所述單軸拉伸實(shí)驗(yàn)至少分為三組試樣，即拉伸、剪切、壓縮三組試樣。

3.如權(quán)利要求2所述的聚乙烯在復(fù)雜應(yīng)力下的三維斷裂模型建立方法，其特征在于，拉伸、剪切、壓縮三組試樣分別包括多個(gè)試樣，采用單軸拉伸對(duì)每個(gè)試樣進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)拉伸試驗(yàn)，獲得每組的工程應(yīng)力-位移實(shí)驗(yàn)曲線，

將實(shí)驗(yàn)得出的每組工程應(yīng)力-位移實(shí)驗(yàn)曲線輸入有限元模型中進(jìn)行計(jì)算，與構(gòu)建的工程應(yīng)力-位移實(shí)驗(yàn)曲線進(jìn)行比較，若匹配，則輸出為真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線，若不匹配，則修改損傷模型，直至修改至準(zhǔn)確的損傷模型，使二者匹配，輸出三組真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線。

4.如權(quán)利要求2所述的聚乙烯在復(fù)雜應(yīng)力下的三維斷裂模型建立方法，其特征在于，所述拉伸組試樣為不同高徑比的聚乙烯試樣，每個(gè)試樣中部有圓弧狀缺口。

5.如權(quán)利要求2所述的聚乙烯在復(fù)雜應(yīng)力下的三維斷裂模型建立方法，其特征在于，所述剪切組試樣為不同缺口角度的試樣，每個(gè)試樣中部有缺口。

6.如權(quán)利要求2所述的聚乙烯在復(fù)雜應(yīng)力下的三維斷裂模型建立方法，其特征在于，所述壓縮組試樣為不同高徑比的試樣，每個(gè)試樣呈圓柱狀。

7.如權(quán)利要求2所述的聚乙烯在復(fù)雜應(yīng)力下的三維斷裂模型建立方法，其特征在于，每組試樣中的每種試樣類(lèi)型都包括多個(gè)該種類(lèi)型的試樣；

針對(duì)每組試樣中每種試樣類(lèi)型，采用單軸拉伸對(duì)該種類(lèi)型的多個(gè)試樣進(jìn)行對(duì)應(yīng)試驗(yàn)，獲得對(duì)應(yīng)試樣個(gè)數(shù)的臨界斷裂應(yīng)變值，求取該對(duì)應(yīng)試樣個(gè)數(shù)的臨界斷裂應(yīng)變值的平均值，將該平均值作為該第二組試樣中該種試樣類(lèi)型的臨界斷裂應(yīng)變值。

8.如權(quán)利要求2所述的聚乙烯在復(fù)雜應(yīng)力下的三維斷裂模型建立方法，其特征在于，將以上得出的拉伸、剪切、壓縮作為應(yīng)力三軸度，標(biāo)記為橫坐標(biāo)、臨界斷裂應(yīng)變標(biāo)記為縱坐標(biāo)，得出應(yīng)力三軸度對(duì)臨界斷裂應(yīng)變的關(guān)系曲線圖，從而得出應(yīng)力三軸度對(duì)聚乙烯材料失效的影響。

9.一種聚乙烯材料在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的失效分析方法，其特征在于，將權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)聚乙烯在復(fù)雜應(yīng)力下的三維斷裂模型建立方法建立的三維模型中，得到聚乙烯試樣的斷裂影響，并根據(jù)真實(shí)工況得出聚乙烯最大承受能力的臨界值。

10.如權(quán)利要求9所述的聚乙烯材料在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的失效分析方法，其特征在于，根據(jù)聚乙烯最大承受能力的臨界值與三維模型中數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，選擇合適的聚乙烯材料。