[发明专利]材料拉伸真实本构曲线测试技术

摘要

本发明公开了一种材料拉伸真实本构曲线测试技术，以获得工程应力-工程应变曲线和载荷-位移曲线，非接触式光学测量得到试样的颈缩变形轮廓曲线和应力应变场，建立漏斗圆棒试样的有限元分析模型，模拟试样拉伸直至颈缩断裂的全过程，以迭代求解方式标定出真实本构曲线。本发明克服了构造缺陷方式无法对所有金属材料的紧缩现象进行精确模拟和有限元迭代计算中迭代次数较多，计算成本高的缺点，且结合非接触式光学变形测量系统监测拉伸，获得试样拉伸全程的载荷-位移曲线及变形场。

主权项

材料拉伸真实本构曲线测试技术，以获得工程应力‑工程应变曲线和载荷‑位移曲线，非接触式光学测量得到试样的颈缩变形轮廓曲线和应力应变场，建立漏斗圆棒试样的有限元分析模型，模拟试样拉伸直至颈缩断裂的全过程，以迭代求解方式标定出真实本构曲线，采用如下步骤：1)完成等直圆棒试样的拉伸试验，获得颈缩前的真应力‑真应变曲线；采用对中夹具系统完成漏斗圆棒试样的拉伸试验，获得直至颈缩后断裂的全程的载荷‑位移曲线，其中位移由VIC‑3D非接触式光学测量得到，同时获得漏斗圆棒试样的应力‑应变场；2)建立漏斗圆棒试样有限元模型，以第1)步得到的等直圆棒试样颈缩前的拉伸真应力‑真应变试验曲线作为输入材料本构关系，并从结果中提取漏斗圆棒试样的载荷‑位移模拟曲线；3)将提取的载荷‑位移模拟曲线同第1)步中的漏斗圆棒试样载荷‑位移试验曲线进行比较，若二者吻合则停止计算，当前的输入材料本构关系则为被研究材料的真实拉伸全程本构关系；若二者不吻合，则按下式更新有限元分析中的输入材料本构关系： σ ( i ) = F E ( i ) F F ( i ) | V ( i ) · σ ( i - 1 ) ϵ ( i ) = ϵ ( i - 1 ) 4)重复第3)步，直到获得被研究材料的真实拉伸全程本构关系时停止迭代计算；提取迭代计算停止时漏斗圆棒试样的应力应变场云图，同第1)步由VIC‑3D非接触式光学测量得到的应力‑应变场对比，以验证本发明技术方案获得的真实拉伸全程本构曲线的有效性。