[发明专利]双锥形压入预测材料单轴本构关系测定方法

权利要求书

1.双锥形压入预测材料单轴本构关系测定方法，采用两种不同角度的圆锥形或正四棱锥形金刚石锥形压头分别对抛光材料表面进行单次准静态压入加载试验，获得连续的载荷P-深度h曲线，然后通过简单的数据处理获得可预测材料单轴本构关系；其具体过程包括：

1)锥形压入加载曲线满足公式(1)所示的Kick定律，采用幂律回归P-h曲线加载段得到其加载曲率C；

P＝Ch2 (1)

2)被测材料的弹性模量E可通过经典的测量方法得到，将1)所得θ1和θ2两种锥形压头半锥角对应的加载曲率Cθ1和Cθ2代入式

C θ 1 = v * k 1 k 2 n tan 2 - n θ 1 C θ 2 = v * k 1 k 2 n tan 2 - n θ 2 - - - ( 2 ) ]]>

可预测出被测材料或构件的本构关系参数σy、n；式中：v*为特征能量密度且满足v*＝Enσy1-n/(1+n)，E为材料的弹性模量，σy为名义屈服应力，n为应变硬化指数，若选择圆锥形压入，则θ1和θ2分别为两种圆锥压头的半锥角；若选择正四棱锥形压入，则θ1和θ2分别为两种四棱锥压头相对两棱面的半夹角；k1、k2为无量纲常数；

3)根据2)得到的σy、n结果，代入式：

σ = E ϵ σ ≤ σ y Kϵ n σ ≥ σ y - - - ( 3 ) ]]>

即可获得被测材料的单轴本构关系；式中，K为应变硬化系数，且K＝Enσy1-n。