[發(fā)明專利]金屬材料本構(gòu)關(guān)系的獲取方法、裝置、設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110582896.9
• 申請(qǐng)日: 2021-05-27
• 公開（公告）號(hào): CN113376014A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳明;劉淵媛;余立
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢鋼鐵有限公司
• 主分類號(hào): G01N3/08
• 分類號(hào): G01N3/08;G01M17/007;G01M7/08
• 代理公司: 北京眾達(dá)德權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11570
• 代理人: 梁凱

本發(fā)明涉及材料力學(xué)性能測試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種金屬材料本構(gòu)關(guān)系的獲取方法、裝置、設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)，該方法包括：通過所述拉伸試驗(yàn)機(jī)對(duì)金屬材料進(jìn)行彈性變形階段的拉伸試驗(yàn)，獲得所述拉伸試驗(yàn)機(jī)的拉桿的彈性換算系數(shù)；通過設(shè)置N個(gè)拉伸速度，控制所述拉伸試驗(yàn)機(jī)采用所述N個(gè)拉伸速度中的每個(gè)拉伸速度進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，得到所述金屬材料的N條應(yīng)力應(yīng)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(yīng)力應(yīng)變曲線，獲得所述金屬材料的本構(gòu)方程。因此，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)描述金屬材料動(dòng)態(tài)的本構(gòu)關(guān)系的準(zhǔn)確性得以提高，使得進(jìn)行汽車碰撞模擬分析的準(zhǔn)確性也隨之提高的技術(shù)效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料力學(xué)性能測試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種金屬材料本構(gòu)關(guān)系的獲取方法、裝置、設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

汽車的碰撞安全性一直是重點(diǎn)研究的關(guān)鍵技術(shù)，直接體現(xiàn)在車身撞擊過程中，吸收撞擊能量的能力及對(duì)乘員的保護(hù)程度。在撞擊過程中，材料的變形是一個(gè)高應(yīng)變速率的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。因此，研究汽車車身用的鋼板在高速下的動(dòng)態(tài)力學(xué)行為，是對(duì)汽車輕量化發(fā)展進(jìn)程中的優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、合理選擇材料和提高車身安全性具有指導(dǎo)作用。

由于模擬碰撞的拉伸試驗(yàn)所采用的應(yīng)變速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了準(zhǔn)靜態(tài)的拉伸試驗(yàn)，尤其是在超高應(yīng)變速率(超過100/s的應(yīng)變速率)條件下，力傳感系統(tǒng)會(huì)受到夾頭加速和阻尼振動(dòng)的影響，導(dǎo)致測定的力值-時(shí)間曲線出現(xiàn)振蕩，這種振蕩幅度隨著加載速率的提高而顯著提高。在超高應(yīng)變速率下，關(guān)于金屬材料動(dòng)態(tài)變化的相關(guān)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性大大降低，難以準(zhǔn)確地描述金屬材料動(dòng)態(tài)下的本構(gòu)關(guān)系。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)實(shí)施例通過提供一種金屬材料本構(gòu)關(guān)系的獲取方法、裝置、設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中在超高應(yīng)變速率條件下獲取的金屬材料動(dòng)態(tài)的本構(gòu)關(guān)系準(zhǔn)確性低的技術(shù)問題，能夠?qū)崿F(xiàn)描述金屬材料動(dòng)態(tài)的本構(gòu)關(guān)系的準(zhǔn)確性得以提高，使得進(jìn)行汽車碰撞模擬分析的準(zhǔn)確性也隨之提高的技術(shù)效果。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種金屬材料本構(gòu)關(guān)系的獲取方法，應(yīng)用于性能測試系統(tǒng)中的拉伸試驗(yàn)機(jī)，所述方法包括：

通過所述拉伸試驗(yàn)機(jī)對(duì)金屬材料進(jìn)行彈性變形階段的拉伸試驗(yàn)，獲得所述拉伸試驗(yàn)機(jī)的拉桿的彈性換算系數(shù)；

通過設(shè)置N個(gè)拉伸速度，控制所述拉伸試驗(yàn)機(jī)采用所述N個(gè)拉伸速度中的每個(gè)拉伸速度進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，得到所述金屬材料的N條應(yīng)力應(yīng)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(yīng)力應(yīng)變曲線，獲得所述金屬材料的本構(gòu)方程。

優(yōu)選的，所述通過設(shè)置N個(gè)拉伸速度，控制所述拉伸試驗(yàn)機(jī)采用所述N個(gè)拉伸速度中的每個(gè)拉伸速度進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，得到所述金屬材料的N條應(yīng)力應(yīng)變曲線，包括：

針對(duì)所述N個(gè)拉伸速度中的每個(gè)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(yīng)變數(shù)據(jù)；根據(jù)所述彈性換算系數(shù)和所述變形應(yīng)變數(shù)據(jù)，獲得變形應(yīng)力數(shù)據(jù)；根據(jù)所述變形應(yīng)變數(shù)據(jù)和所述變形應(yīng)力數(shù)據(jù)，得到一條應(yīng)力應(yīng)變曲線；

在所述每個(gè)拉伸速度均完成上述操作之后，得到所述N條應(yīng)力應(yīng)變曲線。

優(yōu)選的，所述根據(jù)所述彈性換算系數(shù)和所述N條應(yīng)力應(yīng)變曲線，獲得所述金屬材料的本構(gòu)方程，包括：

針對(duì)所述N條應(yīng)力應(yīng)變曲線中的每條應(yīng)力應(yīng)變曲線，根據(jù)應(yīng)力應(yīng)變曲線的變形應(yīng)變數(shù)據(jù)和變形應(yīng)力數(shù)據(jù)，以及所述彈性換算系數(shù)，獲得所述應(yīng)力應(yīng)變曲線的屈服值，并且在所述應(yīng)力應(yīng)變曲線中查找到應(yīng)力最大值；根據(jù)所述屈服值和所述應(yīng)力最大值，對(duì)所述應(yīng)力應(yīng)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(diào)整后的應(yīng)力應(yīng)變曲線；

所述每條應(yīng)力應(yīng)變曲線完成上述操作之后，獲得N條調(diào)整后的應(yīng)力應(yīng)變曲線；

根據(jù)所述N條調(diào)整后的應(yīng)力應(yīng)變曲線和Johnson-Cook本構(gòu)模型，獲得所述本構(gòu)方程。