[发明专利]材料应变-硬度关系检测方法

说明书

一种材料应变‑硬度关系检测方法，利用可获得大应变的待测试样，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。本发明结合数字图像技术实时测定试样的应变分布，并直接测量变形后试样的表面硬度分布，以测得应变和硬度数据为基础，确定材料的应变‑硬度关系。

技术领域

本发明涉及的是一种材料检测领域的技术，具体是一种材料应变-硬度关系检测方法。

背景技术

对于利用塑性大变形工艺成形制造的精密零件，其成形后硬度一般作为其性能的重要检验指标。材料应变-硬度关系的确定，可以预测变形后零件的硬度大小，从而指导零件及其塑性变形工艺的设计。目前，以有限元模拟为基础的确定方法，准确性不够。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种材料应变-硬度关系检测方法，利用可获得大应变的待测试样，结合数字图像技术实时测定试样的应变分布，并直接测量变形后试样的表面硬度分布，以测得应变和硬度数据为基础，确定材料的应变-硬度关系。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种材料应变-硬度关系检测方法，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优选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。

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。

所述的镶嵌，优选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。

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。

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，从而调节试样的具体高度。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。

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，优选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。

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。

技术效果