申请/专利权人：燕山大学

申请日：2024-03-01

公开（公告）日：2024-05-28

公开（公告）号：CN118090425A

主分类号：G01N3/08

分类号：G01N3/08;G01N3/20;G01N3/06

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.06.14#实质审查的生效;2024.05.28#公开

摘要：本发明提供一种开孔方板对角拉伸试验临界起皱孔径确定方法，涉及金属板材塑性加工领域，其包括：S1、获取材料参数以及常规方板对角拉伸试件的幅面尺寸参数；S2、判断试件是否产生起皱前的断裂行为；S3、建立基于孔径尺寸Dt的试探函数，并确定满足σm＜σb时的临界起皱孔径Dcr；S4、在临界起皱孔径Dcr下建立关于板材易起皱点与临界起皱应力的起皱理论判据δ；S5、利用起皱理论判据δ判定试件能否产生起皱行为。本发明首次提出了一种依据任意孔洞形状，准确界定起皱失稳先于破裂失稳的开孔方板对角拉伸试验试件临界开孔尺寸的方法，解决了现有技术中某些板材无法合理选取抗皱性评估手段常规或带孔方板对角拉伸试验以及临界开孔尺寸不明确的问题。

主权项：1.一种开孔方板对角拉伸试验临界起皱孔径确定方法，其特征在于：其包括以下步骤：S1、获取材料参数以及常规方板对角拉伸试件的幅面尺寸参数：材料参数包括屈服强度σs、弹性模量E、屈服后应变增量0.02的塑性模量E'以及抗拉强度σb；常规方板对角拉伸试件的幅面尺寸参数包括厚度t、夹持端宽度2b、横向长度a、试件有效区域长度2l、圆角半径尺寸rp、圆角角度θc、横向有效长度ah以及圆角两边长的有效垂直距离h；S2、判断方板对角拉伸试验试件是否产生起皱前的断裂行为：利用基于全量理论的起皱平衡微分方程、能量法理论计算试件的中心有效区域受力以及基准应力σ0，中心有效区域受力包括板材起皱时X方向载荷Nx以及板材起皱时Y方向载荷Ny，σ0＝Nyt，之后利用圆角区应力集中系数公式计算峰值应力σm，判断σm是否大于抗拉强度σb，若σm小于σb则推断该试件未产生起皱前的断裂行为，采用方板对角拉伸试验评估其抗皱性，若σm大于σb则推断试件在起皱前产生断裂，进入步骤S3并执行步骤S3-S5进行开孔方板对角拉伸试验得到临界起皱孔径Dcr，并评估板材抗皱性；S3、建立基于孔径Dt的试探函数，并确定满足σm＜σb时的临界起皱孔径Dcr：预设该板材的孔径为Dt，依据步骤S2的判断结果并引入刚度折减系数η建立关于孔径的试探函数σm＝fDt，以等差数列Dt＝i，i＝1,2,3…为孔径数值代入试探函数σm＝fDt中，求解满足σm＜σb时的临界起皱孔径Dcr，即满足试件未产生起皱前的断裂行为；S4、在临界起皱孔径Dcr下计算关于板材易起皱点的应力值与临界起皱应力的起皱理论判据δ：以步骤S3计算的临界起皱孔径Dcr计算过程中的中心有效区域受力Nx以及Ny为受力边界条件，采用复分析与切比雪夫多项式理论得出开孔方板对角拉伸试验试件孔周围的应力分布函数，并提取板材易起皱点的应力值σa，将其与临界起皱应力σcr作差得到起皱理论判据δ；其中σcr＝Nxt；δ＝σa-σcr；S5、利用起皱理论判据δ判断试件能否产生起皱行为：若δ＞0，则表明试件能够产生起皱行为，Dcr即为临界起皱孔径，若δ≤0，则表明试件不能产生起皱行为，则需要调整预设孔径尺寸Dt后重复步骤S3-S5，直至出现符合σm＜σb及δ＞0的临界起皱孔径Dcr。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 燕山大学 开孔方板对角拉伸试验临界起皱孔径确定方法

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