本发明涉及材料科学与工程应用领域,特别是涉及一种金属材料在单向拉伸状态下颈缩后局部真应力-应变关系外推方法、装置、介质及产品。
背景技术:
1、单轴拉伸试验是材料力学性能检测中最基本、最常用的试验方法,可用于测量材料的弹性模量、屈服强度、抗拉强度等基本力学性能参数。试验得到的数据对承压设备的设计、使用维护、评价都有着举足轻重的作用。通常单轴拉伸试验首先获得的是试验载荷-位移关系,然后基于试样的原始横截面积a0以及引伸计原始标距l0可以换算获得材料的工程应力-应变关系,再基于体积不可压缩理论可进一步换算获得材料的真实应力-应变关系。但通过试验获得的工程应变值均为引伸计测得的标距段平均应变,真实应变值由工程应变换算而来。在未发生颈缩现象前,试件发生的是均匀变形,试件平行段区域各个位置的变形是一致的,这时由引伸计测量获得的标距段平均应变值是准确的,可以代表试件平行段各个位置产生的应变。但当颈缩现象发生后,试件局部发生了集中变形,试件平行段区域各个位置的变形不再一致,这时由引伸计测量获得的平均应变值将不再准确。此外,虽然试样发生颈缩后测量获得的试验载荷值是下降的,但这种现象产生的很大原因是由于颈缩时试件颈缩位置处的横截面积变小导致的,而材料局部承受的真实应力是有可能持续增大的。常规的测量手段目前只能准确获得颈缩前的材料应力-应变关系,而无法准确获得颈缩后局部材料真实的应力-应变关系。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种金属材料的应力-应变关系外推方法、装置、介质及产品,可准确的得出金属材料颈缩后局部材料真实的应力-应变关系。
2、为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
3、第一方面,本申请提供一种金属材料的真应力-应变关系外推方法,所述方法包括:
4、获取待测金属材料经单轴拉伸试验后的拉力-变形位移关系曲线;所述拉力-变形位移关系曲线中,拉力由单轴拉伸试验机确定,变形位移由引伸计测量;
5、根据所述拉力-变形位移关系曲线确定所述待测金属材料标距段的发生颈缩现象前的真应力-应变关系曲线;
6、基于发生颈缩现象前的应力-应变关系曲线,应用有限元分析方法外推所述待测金属材料标距段的发生颈缩现象后的应力-应变关系曲线。
7、第二方面,本申请提供一种计算机装置,包括:存储器、处理器以存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序以实现上述第一方面任一项所述的一种金属材料的真应力-应变关系外推方法的步骤。
8、第三方面,本申请提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面任一项所述的一种金属材料的真应力-应变关系外推方法的步骤。
9、第四方面,本申请提供一种计算机程序产品,包括计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面任一项所述的一种金属材料的真应力-应变关系外推方法的步骤。
10、根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:
11、本发明提供一种金属材料的应力-应变关系外推方法、装置、介质及产品,基于发生颈缩现象前的应力-应变关系曲线调整曲线斜率,应用有限元分析方法进行有限元分析,基于有限元分析的结果和试验得出的实际变形结果进行对比从而不断调整曲线斜率以及给定有限元模型的应力,最终外推所述待测金属材料标距段的发生颈缩现象后的应力-应变关系曲线。本发明的方法可以准确的得出金属材料颈缩后局部材料真实的应力-应变关系。
1.一种金属材料的真应力-应变关系外推方法,其特征在于,所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的一种金属材料的应力-应变关系外推方法,其特征在于,根据所述拉力-变形位移关系曲线确定所述待测金属材料标距段的发生颈缩现象前的真应力-应变关系曲线,具体包括:
3.根据权利要求2所述的一种金属材料的应力-应变关系外推方法,其特征在于,所述真应力-应变关系曲线中,真应力和真应变的计算表达式为:
4.根据权利要求2所述的一种金属材料的应力-应变关系外推方法,其特征在于,基于发生颈缩现象前的应力-应变关系曲线,应用有限元分析方法外推所述待测金属材料标距段的发生颈缩现象后的应力-应变关系曲线,具体包括:
5.根据权利要求4所述的一种金属材料的应力-应变关系外推方法,其特征在于,在所述第一有限元分析结果的基础上,调整所述发生颈缩现象前的应力-应变关系曲线的斜率以及给定有限元模型的应力大小,并基于斜率调整后的应力-应变关系和调整后的应力大小进行有限元仿真,得到第二有限元分析结果;当所述第二有限元分析结果与拉伸试验后的所述拉力-变形位移关系曲线重合,则外推出所述待测金属材料标距段的发生颈缩现象后的应力-应变关系曲线,具体包括:
6.一种计算机装置,包括:存储器、处理器以存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1-5中任一项所述的一种金属材料的应力-应变关系外推方法的步骤。
7.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5中任一项所述的一种金属材料的应力-应变关系外推方法的步骤。
8.一种计算机程序产品,包括计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5中任一项所述的一种金属材料的应力-应变关系外推方法的步骤。