中厚板材料压缩试验辅助装置及流动应力曲线测定方法

摘要

一种中厚板材料压缩试验辅助装置，其包括下模板、上模板、四个导柱和四个导套，四个导套位置均匀地安装在上模板上，四个导柱固定安装于下模板上且分别滑动地插入四个导套中；本发明还提供了中厚板材料流动应力曲线的测定方法，其采用所述辅助装置在材料性能试验机上对中厚板的试样进行压缩试验，在计算机中通过试样压缩有限元模型模拟材料压缩试验过程，将模拟得到的载荷-位移曲线与使用辅助装置进行压缩试验测量得到的载荷-位移曲线作对比，通过反复迭代修正有限元模型中的流动应力曲线，使得模拟和试验结果的误差达到设定的阈值，从而得到中厚板材料的真实流动应力曲线。本发明将实际压缩试验和计算机有限元模拟进行结合，提高了中厚板材料流动应力曲线的测定精度。

主权项

1.一种中厚板材料流动应力曲线的测定方法，采用中厚板材料压缩试验的辅助装置在材料性能试验机上对从中厚板上加工获得的小圆柱试样进行压缩试验，在计算机中通过试样压缩有限元模型模拟材料压缩试验过程，将模拟得到的载荷-位移曲线与使用辅助装置进行压缩试验测量得到的载荷-位移曲线作对比，通过反复迭代修正有限元模型中的流动应力曲线，使得模拟和试验结果的误差达到设定的阈值，从而得到中厚板材料的真实流动应力曲线；所述辅助装置包括下模板、上模板、四个导柱和四个导套，所述四个导套位置均匀地安装在所述上模板上，所述四个导柱固定安装于下模板上且分别滑动地插入四个导套中；其特征在于：所述测定方法的具体步骤如下： 步骤一，将所述辅助装置安放在材料性能试验机上，保证该辅助装置的上模板与材料性能试验机的压板对中，启动材料性能试验机作未放置试样的空压试验，材料性能试验机的压板下压直至载荷到达预设载荷，得到空压试验的载荷-位移曲线； 步骤二，将所述试样置放在辅助装置的下模板上，通过下模板上的标尺保证试样与下模板对中，启动材料性能试验机进行已放置试样的实压试验，材料性能试验机的压板下压直至载荷到达预设载荷，得到实压试验的载荷-位移曲线； 步骤三，将实压试验的载荷-位移曲线与空压试验的载荷-位移曲线相减，得到消除材料性能试验机影响后的真实载荷-位移曲线，再将该真实载荷-位移曲线按n个均匀的增量步进行插值，得到增量步i的真实位移s_i和真实载荷步骤四，假设试样均匀压缩变形，由下式（1）得到增量步i的初始应力由下式（2）得到增量步i的初始应变在此基础上形成初始流动应力曲线，式中，h₀-试样的初始高度，d₀-试样的初始直径； 步骤五，将步骤四得到的初始流动应力曲线作为初始值代入计算机中，通过有限元软件建立的试样压缩有限元模型模拟步骤二所述的实压过程，得到每一增量步i的轴向平均主应变和载荷；步骤六，将步骤三得到的载荷与步骤五得到的载荷通过下式（3）比较，得到平均相对偏差E；若E小于等于设定的阈值，则步骤四得到的流动应力曲线即为最终解；若E大于所设定的阈值，则将步骤五得到的作为修正后的应变再通过下式（4）得到修正后的应力σ_i^M，由此得到修正后的流动应力曲线；式中，σ_i-修正前的应力，第一次运行时为步骤四所得到的初始应力步骤七，将步骤六得到的结果代入有限元计算模型并模拟步骤二所述的实压过程，重复步骤五到步骤七的过程，直至E小于等于设定的阈值，此时有限元计算模型中的流动应力曲线为最终得到的中厚板材料的真实流动应力曲线。