[发明专利]一种单轴拉伸全程真应力应变曲线的快速获取方法

权利要求书

1.一种单轴拉伸全程真应力应变曲线的快速获取方法，其特征在于，以静态单轴拉伸数据为基础，利用均匀塑性变形阶段真应力-真应变曲线验证CAE仿真模型的准确性，再通过CAE模型间接预测颈缩段的真应力-真应变曲线，得到单轴拉伸全程的等效真应力-真应变曲线。

2.如权利要求1所述的单轴拉伸全程真应力应变曲线的快速获取方法，其特征在于，采用如下步骤：

（1）测得样件的载荷位移曲线，并测量样件原始尺寸计算得到工程应力-工程应变曲线；

（2）利用弹性变形阶段曲线计算弹性模量；

（3）均匀塑性变形阶段，利用式（1）和式（2）转化得到真应力-真应变曲线，式（1）σ_t=σ_e（1+ε_e），式（2）ε_t=ln(1+ε_e)；

（4）将得到的均匀塑性变形阶段真应力-真应变曲线去除弹性变形阶段，得到材料的塑性曲线；

（5）验证CAE仿真模型的准确性；

（6）利用式（1）和式（2），计算拉伸全程的应力应变曲线，带入步骤（5）中所述模型，进行拉伸过程的计算；

（7）利用位移和瞬时截面积与试验测得的载荷-位移曲线，工程应力应变曲线和真实应力应变曲线进行比较，用相应点的载荷除以瞬时截面积，即可得到理论的等效真实应力应变曲线。

3.如权利要求1或2所述的单轴拉伸全程真应力应变曲线的快速获取方法，其特征在于，步骤（1）中，根据单轴拉伸国家标准GB/T228标准，通过加载引伸计，测得样件的载荷位移曲线，并测量样件原始尺寸计算得到工程应力-工程应变曲线。

4.如权利要求3所述的单轴拉伸全程真应力应变曲线的快速获取方法，其特征在于，根据金属材料单轴拉伸试验标准GB/T228，引伸计初始长度选取80mm，测得样件的载荷位移曲线，通过测量试验的原始截面积，计算得到工程应力-工程应变曲线。

5.如权利要求2-4中任一项所述的单轴拉伸全程真应力应变曲线的快速获取方法，其特征在于，步骤（2）中，利用弹性变形阶段曲线，按照GB/T22315计算得到材料的弹性模量值。

6.如权利要求2-5中任一项所述的单轴拉伸全程真应力应变曲线的快速获取方法，其特征在于，步骤（3）中，在工程应力-应变曲线中找到工程应力的最大值，即抗拉强度，删除最大值之后曲线，保留均匀塑性变形阶段数据，利用式（1）和式（2）转化得到真应力-真应变曲线。

7.如权利要求2-6中任一项所述的单轴拉伸全程真应力应变曲线的快速获取方法，其特征在于，步骤（4）中，对于有屈服平台的材料，塑性曲线的开始位置选取屈服平台开始的位置；无屈服平台的曲线，塑性曲线起始位置按照工程残余应变0.2%确定，并找到对应的真应变和真应力值。

8.如权利要求2-7中任一项所述的单轴拉伸全程真应力应变曲线的快速获取方法，其特征在于，步骤（4）中，将得到的均匀塑性变形阶段真应力-真应变曲线去除弹性变形阶段，得到材料的塑性曲线。在工程应力应变曲线上，按照工程残余应变0.2%确定塑性曲线的起始位置，将真应变值减去塑性曲线起始应变，真应力值不变，则得到均匀塑性变形阶段的塑性曲线。

9.如权利要求2-8中任一项所述的单轴拉伸全程真应力应变曲线的快速获取方法，其特征在于，步骤（5）中，包括如下步骤：用hypermesh制作一个与测试样件的规格相同，在ABAQUS中按照实际测试加载的状态，包括夹头的形状，加持样件的初始位置等参数都与实际拉伸测试实物一致，模拟材料测试的过程，样件的网格形状和尺寸按照CAE仿真的实际需要确定；将得到的弹性模量和均匀塑性变形阶段塑性曲线作为输入，给CAE样件模型加载，模拟单轴拉伸过程，获取均匀塑性阶段实际试验时引伸计位置的载荷-位移曲线，并与实验测得的载荷位移曲线进行比较，并通过对ABAQUS模型的网格尺寸、夹持的摩擦力等非材料本构参数进行调整，直至最终得到均匀塑性变形阶段CAE模型计算的载荷—位移曲线与试验获得的载荷—位移曲线相近，此时说明所建立的样件仿真模型与实测的数据基本无误差，说明非材料本够因素对模型的结果基本无影响，因此可以采用此模型预测整个拉伸试验过程。

10.如权利要求2-9中任一项所述的单轴拉伸全程真应力应变曲线的快速获取方法，其特征在于，步骤（6）中，采集与试验时引伸计相应位置的拉伸全程CAE模型的位移-瞬时截面变化曲线。