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专利号: 2018106488869
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种薄片试样的材料疲劳性能获取方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:通过薄片试样在应变控制下的多级应变幅的拉压对称循环加载试验,获得循环稳定的载荷-位移曲线;

步骤2:连接载荷-位移曲线滞回环尖点作为循环载荷-位移曲线,以循环载荷-位移关系预测符合Ramberg-Osgood本构模型的循环应力-应变关系;

步骤3:以循环应力-应变关系为材料参数,建立疲劳源RVE真实应变幅εr、应力幅σr与测控应变幅εeq的关系;

步骤4:根据εr和σr建立疲劳寿命估算模型,获得材料疲劳性能;

所述步骤2的具体过程如下:

S1:对循环载荷-位移曲线弹性段进行线性拟合,通过幂律拟合塑性段,分别得到斜率S和加载曲率C及指数m;

式中:he为弹性位移,h为弹塑性位移,P为外载荷;

S2:将上式得到的S和C带入下式:

式中:E为材料的弹性模量,K为应力强度系数,n为应变硬化指数,k0、k1和k2为常数,R为试样中特征长度,A*表示特征面积;

S3:根据步骤S2中得到的E、K、n代入Ramberg-Osgood模型,得到材料的循环应力-应变关系;

式中:ε为总应变,εe为弹性应变,εp为塑性应变。

2.根据权利要求1所述的一种薄片试样的材料疲劳性能获取方法,其特征在于,所述k0、k1和k2通过有限元标定获得,且关系如下:式中,a1、a2和a3为k0系数,b1、b2和b3为k1系数,c1、c2和c3为k2系数,λ为几何因子。

3.根据权利要求1所述的一种薄片试样的材料疲劳性能获取方法,其特征在于,所述步骤4中采取Manson-Coffin模型疲劳寿命预测。

4.根据权利要求1所述的一种薄片试样的材料疲劳性能获取方法,其特征在于,所述试样包括漏斗型试样和圆环形试样。

5.根据权利要求4所述的一种薄片试样的材料疲劳性能获取方法,其特征在于,所述漏斗型试样中,通过有限元建立跨漏斗两侧的测控应变幅εm与漏斗根部真实应变幅εr和平均应力幅σa与真实应力幅σr的转换公式,在低疲劳的应变范围内如下所示:其中平均应力幅σa=P/A,A为漏斗根部的横截面积,c1~c2、d1~d2是与材料几何尺寸和材料特性有关的系数。