[发明专利]悬臂梁弯曲获取材料弹塑性力学性能的方法

摘要

本发明公开了一种悬臂梁弯曲获取材料弹塑性力学性能的方法，采用硬质合金圆柱形锟对悬臂梁自由端进行准静态竖向加载，获得连续的载荷P‑挠度h曲线后通过该曲线得到线性刚度S，加载曲率C和加载指数m，经简单处理预测材料弹塑性力学性能参数。本发明方法克服了现有悬臂梁测试技术依赖经验公式，无法获得材料硬化规律等缺陷。本发明对于微机电系统、光学工程、通讯工程、生物医学工程等关键工程广泛存在的膜状、板状等结构材料单轴力学性能获取具有重要意义。

主权项

一种悬臂梁弯曲获取材料弹塑性力学性能的方法，采用硬质合金圆柱形锟对矩形截面悬臂梁进行单次准静态弯曲加载试验，获得连续的载荷P‑挠度h曲线，然后通过简单的数据处理获得材料弹塑性力学性能；其具体过程包括：1)悬臂梁弯曲试验曲线满足公式(1)所示的规律，采用幂律回归P‑h曲线加载段得到其加载曲率C；2)将1)所得结果输入(2)式S=3EI/L3C=v*k1k3n(m+1)A*h*-mm=k4n+k2---(2)]]>可预测出被测材料或构件的本构参数E、σy、n，式中：S为载荷P‑挠度h曲线初始线弹性段的斜率，E为材料的弹性模量，v为材料泊松比，v*为特征能量密度且满足v*＝Enσy1‑n/(1+n)，n为应变硬化指数，σy为名义屈服强度，D为圆柱形锟直径，L为梁的长度，I为截面惯性矩且I＝BH2/12，B为梁截面宽度，H为梁截面高度，C为加载曲率，m为加载指数，k1、k2、k3与k4为无量纲的求解常数；3)根据2)得到的σy、n结果，代入式：σ=Eϵσ≤σyKϵnσ≥σy---(3)]]>获得被测材料的单轴本构关系。