单轴拉伸试验的数据测量和计算方法

摘要

本发明公开了一种单轴拉伸试验的数据测量和计算方法，其步骤包括：标示测量点；测量试验数据；计算真实断裂应变应力；绘制工程和真实应力应变曲线。本发明方法可以在同一次单轴拉伸试验中得到不同参考长度下的工程和真实应力应变曲线，建立了参考长度效应与网格尺寸效应之间的对应关系，为有限元方法中的网格尺寸效应问题提供了彻底的解决方案，即对同一种材料的不同网格尺寸，定义与其相等的参考长度下的真实应力应变曲线。同时，根据本发明提出的单轴拉伸基础理论，对诸如网格尺寸效应、能量吸收、材料应变失效等实际问题给出了理论解释，因此，本发明具有重要的理论与工程实践意义。

主权项

一种单轴拉伸试验的数据测量和计算方法，其步骤包括：第一步，标示测量点：在拉伸方向上，通过布置分界线，将标准试样表面划分成若干区域，并沿拉伸方向画出试样的对称线，分界线与对称线分别垂直相交，交点即为标示点，并测量用于确定参考长度的两标示点之间的初始距离，以及试样初始截面积；第二步，测量试验数据：按标准中规定的试验条件，进行单轴拉伸试验，测量试验过程中试样在不同变形状态下用于确定参考长度的两标示点之间的距离和试验拉伸载荷；第三步，计算真实断裂应变应力，按以下步骤进行：(1)标记测量点：拉伸试验完成后，将断裂试样的两节按裂纹进行对接，尽可能消除间隙，先对断裂试样较短一节上的标示点依次标记为“1、2、…、q”，然后对断裂试样较长一节上的标示点按相同的数字顺序标记相同的个数，如果断裂试样两节长度相等，则选择其中任一节先标记均可；(2)选取参考长度：根据两个标记点选取不同参考长度，使得断裂区位于该参考长度的中间，根据被标记的两标示点确定第一步中测量的该两标示点的初始距离，即为参考长度的大小；(3)测量标记点距离：根据不同参考长度确定的两个标记点，分别测量试样断裂后两标记点距离；(4)计算工程断裂应变应力：根据工程应变定义，计算不同参考长度下的工程断裂应变，并根据工程断裂应变、试样断裂时拉伸载荷和试样初始截面积，计算不同参考长度下的工程断裂应力；(5)计算真实断裂应变应力：根据不同参考长度下的工程断裂应变和工程断裂应力，计算不同参考长度下的真实断裂应变和真实断裂应力；第四步，绘制工程和真实应力应变曲线组：根据第二步中的测量试验数据，直接采用第三步中的测量点标记，重复第三步中为计算工程和真实断裂应变应力的方法和步骤，计算试样在不同参考长度和不同变形状态下的工程和真实应变应力，将同一参考长度下的不同变形状态的真实应力应变点进行连接，绘制出同一种材料在不同参考长度下的工程和真实应力应变曲线。