[發(fā)明專利]金屬材料本構關系的獲取方法、裝置、設備和存儲介質

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110582896.9
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113376014A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設計）人: 陳明;劉淵媛;余立
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵有限公司
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01M17/007;G01M7/08
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 梁凱

1.一種金屬材料本構關系的獲取方法，其特征在于，應用于性能測試系統(tǒng)中的拉伸試驗機，所述方法包括：

通過所述拉伸試驗機對金屬材料進行彈性變形階段的拉伸試驗，獲得所述拉伸試驗機的拉桿的彈性換算系數(shù)；

通過設置N個拉伸速度，控制所述拉伸試驗機采用所述N個拉伸速度中的每個拉伸速度進行拉伸試驗，得到所述金屬材料的N條應力應變曲線，其中，N≥2；

根據(jù)所述彈性換算系數(shù)和所述N條應力應變曲線，獲得所述金屬材料的本構方程。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述通過設置N個拉伸速度，控制所述拉伸試驗機采用所述N個拉伸速度中的每個拉伸速度進行拉伸試驗，得到所述金屬材料的N條應力應變曲線，包括：

針對所述N個拉伸速度中的每個拉伸速度，獲取在拉伸速度下所述金屬材料的變形圖像，根據(jù)所述拉伸速度和所述變形圖像，獲取變形應變數(shù)據(jù)；根據(jù)所述彈性換算系數(shù)和所述變形應變數(shù)據(jù)，獲得變形應力數(shù)據(jù)；根據(jù)所述變形應變數(shù)據(jù)和所述變形應力數(shù)據(jù)，得到一條應力應變曲線；

在所述每個拉伸速度均完成上述操作之后，得到所述N條應力應變曲線。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述彈性換算系數(shù)和所述N條應力應變曲線，獲得所述金屬材料的本構方程，包括：

針對所述N條應力應變曲線中的每條應力應變曲線，根據(jù)應力應變曲線的變形應變數(shù)據(jù)和變形應力數(shù)據(jù)，以及所述彈性換算系數(shù)，獲得所述應力應變曲線的屈服值，并且在所述應力應變曲線中查找到應力最大值；根據(jù)所述屈服值和所述應力最大值，對所述應力應變曲線去掉彈性階段線段和縮頸斷裂階段線段，獲得一條調整后的應力應變曲線；

所述每條應力應變曲線完成上述操作之后，獲得N條調整后的應力應變曲線；

根據(jù)所述N條調整后的應力應變曲線和Johnson-Cook本構模型，獲得所述本構方程。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述通過所述拉伸試驗機對金屬材料進行彈性變形階段的拉伸試驗，獲得所述拉伸試驗機的拉桿的彈性換算系數(shù)，包括：

在所述彈性變形階段的拉伸試驗中，根據(jù)獲取的所述金屬材料拉伸的圖像，獲得彈性應變數(shù)據(jù)；以及根據(jù)所述拉伸試驗機在所述彈性變形階段的拉伸試驗中拉桿的拉力，獲得彈性應力數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述彈性應變數(shù)據(jù)和所述彈性應力數(shù)據(jù)，獲得所述彈性換算系數(shù)。

5.如權利要求3所述的方法，其特征在于，在獲得所述金屬材料的本構方程之后，還包括：

將所述本構方程和所述N條調整后的應力應變曲線進行擬合，獲得所述本構方程的擬合度；

若所述擬合度不小于擬合閾值，則確定所述本構方程為所述金屬材料的本構關系。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在通過所述拉伸試驗機對所述金屬材料進行彈性變形階段的拉伸試驗之前，還包括：

對所述金屬材料的平行段噴涂第一涂層；

在所述第一涂層干后，對所述金屬材料的平行段均勻噴涂第二涂層，以使第二涂層形成散斑，其中，所述第一涂層的顏色和所述第二涂層的顏色不同，所述平行段為通過所述拉伸試驗機進行測量的區(qū)域。

7.一種金屬材料本構關系的獲取裝置，其特征在于，應用于性能測試系統(tǒng)中的拉伸試驗機，所述裝置包括：

彈性拉伸模塊，用于通過所述拉伸試驗機對金屬材料進行彈性變形階段的拉伸試驗，獲得所述拉伸試驗機的拉桿的彈性換算系數(shù)，其中，所述拉桿與所述金屬材料接觸；

測試拉伸模塊，用于通過設置N個拉伸速度，控制所述拉伸試驗機采用所述N個拉伸速度中的每個拉伸速度進行拉伸試驗，得到所述金屬材料的N條應力應變曲線，其中，N≥2；

處理模塊，根據(jù)所述彈性換算系數(shù)和所述N條應力應變曲線，獲得所述金屬材料的本構方程。