[发明专利]材料应变-硬度关系检测方法

权利要求书

1.一种材料应变-硬度关系检测方法，其特征在于，对半管形试样带球形凹坑的轴向侧平面进行喷漆处理，将喷漆后的半管形试样垂直放置于可转向调节硬度测量工作台的上下模的中心，通过自上而下的挤压以产生压缩变形，在变形同时通过采集形变图像获得应变原位测定数据；将压缩变形后的半管形试样切割后镶嵌至酚醛树脂中进行硬度测试，通过对硬度数据修正后拟合得到应变-硬度关系；

所述的半管形试样，其剖面形状为圆心角小于360°的弓形结构，包括：轴向侧平面和与之相连的弧面，该轴向侧平面上设有四个半球型凹坑；

所述的四个半球型凹坑以轴向侧平面的对角线交点对称分布；

所述的喷漆处理是指：将轴向侧平面上半球型凹坑外的部分依次均匀喷涂白漆和黑漆，作为应变待测表面；

所述的可转向调节硬度测量工作台，包括：带凹槽的固定板、支撑杆、球铰、螺栓、调节杆和支撑板，其中：凹槽位于固定板中心用于放置并固定试样；固定板通过调节杆与球铰相连，利用球铰可调节试样角度；通过螺栓调节试样固定板的高度以及试样高度，利用三个球铰和三对螺栓的自由调节，保证试样被测位置点与硬度计压头垂直接触，实现试样不规则曲面的硬度测量。

2.根据权利要求1所述的材料应变-硬度关系检测方法，其特征是，所述的自上而下的挤压，通过将半管形试样置于下平面模具中间，上平面模具匀速向下迫使试样发生压缩变形。

3.根据权利要求1所述的材料应变-硬度关系检测方法，其特征是，所述的切割是指：在轴向侧平面的对角线交点位置切取方块试样。

4.根据权利要求1所述的材料应变-硬度关系检测方法，其特征是，所述的镶嵌，设置试样中心应变梯度大的部分暴露在外以获取更大范围的材料应变-硬度关系。

5.根据权利要求1所述的材料应变-硬度关系检测方法，其特征是，所述的硬度测试是指：将镶嵌后的试样置于可转向调节硬度测量工作台的凹槽中，调节测量位置点正对硬度计压头，使用硬度计测定该位置点的硬度；重复此轮操作，测定试样表面上各位目标位置点的硬度值。

6.根据权利要求1所述的材料应变-硬度关系检测方法，其特征是，所述的修正是指：考虑到变形后待测表面的粗糙度值发生变化，利用粗糙度对实际测量硬度的影响系数完成硬度数据修正，即实际硬度＝粗糙度影响系数*测量硬度，其中粗糙度影响系数，通过以下方式进行标定：根据硬度测试要求，对试样待测面进行研磨和抛光处理，并进行硬度测量；利用电火花加工试样待测面，得到具有不同表面粗糙度试样，并进行硬度测量；计算粗糙度影响系数，将前两步所测的硬度数据与对应粗糙度数据进行线性拟合，获得粗糙度影响系数。

7.根据权利要求1或6所述的材料应变-硬度关系检测方法，其特征是，所述的修正，修正后实际硬度值为：HV＝HVa/Ka，其中：HVa是表面粗糙度为Ra时的试样维氏硬度测量值，Ka为用于定量分析表面微坑影响大小的硬度测量修正系数，具体步骤为：根据硬度测试要求，对试样待测面进行研磨和抛光处理，并进行维氏硬度测量，测量值记为HV0；利用电火花加工试样待测面，得到5种具有不同表面粗糙度试样，并进行维氏硬度测量，测量值记为HV1；计算粗糙度影响系数，将前两步所测的硬度数据与对应粗糙度数据进行线性拟合，获得粗糙度影响系数Ka＝HV1/HV0。

8.根据权利要求1所述的材料应变-硬度关系检测方法，其特征是，所述的拟合是指：根据应变原位测定数据和对应位置处修正后硬度数据，进行数据拟合，得到半管形试样的轴向侧平面的应变-硬度关系。