[发明专利]获得钛合金管连续变化的收缩应变比的方法

说明书

技术领域

本发明属于金属塑性成形加工领域，用于钛合金管材塑性成形加工时的主要性能检测，具体涉及一种连续测定大塑性变形条件下钛合金管材收缩应变比变化的方法。

背景技术

在航空、航天、能源等高技术领域，钛合金弯管件是必不可少且广泛使用的一类零部件。收缩应变比是衡量金属管材变形性能的重要指标之一，其大小通常是以单向拉伸时试样的宽度方向应变和厚度方向应变的比值来表示，收缩应变比可表示为CSR。在现有的研究中，主要是根据航空标准SAE AS4076获得钛合金管材的收缩应变比。该方法是在试样拉伸变形至轴向标距的3.75％的工程应变水平时，测量其轴向标距和外径，从而计算出收缩应变比。然而，采用这种方法获得的收缩应变比仅仅是一个定值。另外，该方法中选取50mm作为管试样标距，这样仅仅可以获得塑性应变约为0.045左右大小的小塑性变形条件下的收缩应变比。然而，钛合金管材在实际弯曲成形过程中，随着塑性变形的进行，收缩应变比是不断变化的。当钛合金管材进行小弯曲半径、大弯曲角度弯曲成形时，在管材的弯曲外侧和弯曲内侧均会发生大的塑性变形，塑性应变可以达到0.170左右，甚至更高。如果采用小塑性变形条件下得到不变的收缩应变比来分析钛合金管材的弯曲变形，必然会给分析结果带来一定的误差。

数字散斑测量法是通过图像匹配的方法，借助CCD相机观测物体表面并精确记录分析变形前后的散斑图像，来跟踪表面几何点运动以得到位移场，并在此基础上计算得到应变场。采用数字散斑测量法可直接获得小标距下钛合金管试样的周向应变和轴向应变。本发明选取lmm作为钛合金管试样标距，通过对钛合金管试样在变形中的弹性应变进行修正，能够准确得到钛合金管材在每一变形量下的收缩应变比，从而获得钛合金管材在大塑性应变下变化的收缩应变比。

发明内容

为克服现有技术中存在的只能获得钛合金管材小塑性变形条件下不变的收缩应变比的不足，本发明提出了一种获得钛合金管连续变化的收缩应变比的方法。

本发明的具体步骤如下：

步骤一，制作管试样。

在所述管试样上确定两个标距点。在确定所述两个标距点时，以管试样长度方向的中心为基准，向该中心两侧各取0.5mm，分别作为标距点A和标距点B。标距点A和标距点B之间为管试样的标距，长度为L₀。在管试样两端内孔中装入支撑用的管塞。

步骤二，装夹管试样。

步骤三，拉伸试验。所述拉伸过程采用位移控制方式，并通过两只CCD相机分别获得管试样周向应变和轴向应变变化参数。单向拉伸的拉伸速度为2mm/min～4mm/min，

步骤四，修正管试样周向应变。在修正管试样的周向应变中，根据确定的管试样在弹性阶段周向应变管试样在单向拉伸中相机所记录的周向应变ε_c，通过式（3）修正管试样的周向应变；

所述的ϵce=-vσE---(1)]]>

在式（1）中，v为泊松比；σ为管试样在弹性阶段名义应力；E为弹性模量；

所述的ϵc=ϵce+ϵcp---(2)]]>

在式（2）中，为管试样的周向塑性应变；

通过式（3）修正管试样的周向应变。