[发明专利]焊缝本构关系确定方法、装置及电子设备

说明书

本说明书提供了焊缝本构关系确定方法、装置及电子设备，涉及材料测试分析技术领域，其中方法包括：获取对目标焊缝的试件进行拉伸试验的试验数据，试验数据包括试验装置所施加的载荷、各材料区域的真应变；其中，目标焊缝的试件表面显现出多个材料区域且试件测试部分的任一横截面为同一材料区域；根据载荷和各材料区域的真应变，计算多个材料区域中各材料区域的真应力；根据各材料区域的真应变和各材料区域的真应力，生成各材料区域的真应力‑真应变曲线，进而得到目标焊缝的本构关系。本方法所获得的真应力‑真应变曲线能够较为准确地反映焊缝不同材料区域的性能差异，为焊缝的安全评价提供了数据基础。

技术领域

本申请涉及材料测试分析技术领域，特别涉及焊缝本构关系确定方法、装置及电子设备。

背景技术

焊缝是通过焊接热源的高温将焊条和接缝处的金属熔化连接而成的结构，从而将两个焊件连接成整体。焊缝处的材料一般可分为三个部分，包括母材区、热影响区及焊缝。焊缝本构关系的确定与焊缝结构的力学性能分析至关重要。以油气管道中大量存在的环焊缝为例，由于焊缝处不同材料区域的力学特性不同，且受焊接工艺及焊接过程的影响，环焊缝中有时会存在一定的焊接缺陷，使得环焊缝成为管道的薄弱环节，经常发生因环焊缝失效所产生的管道失效事故，因此环焊缝的安全性对于管道来说至关重要，这就要求对环焊缝的安全性进行准确的评估。而环焊缝安全性准确评估的基础，就在于对管道环焊缝不同材料区域本构关系的准确测试。

对于材料的本构关系测试，由于焊缝处包含不同的材料区域，采用传统的单轴拉伸试验则无法有效地区分不同的材料区域，无法得到不同区域材料的真应力-应变关系。

发明内容

本申请实施方式的目的是提供焊缝本构关系确定方法、装置及电子设备，以较为准确地反映焊缝不同材料区域的性能差异，为焊缝的安全评价提供了数据基础。

为解决上述技术问题，本说明书第一方面提供一种焊缝本构关系确定方法，包括：获取对目标焊缝的试件进行拉伸试验的试验数据，所述试验数据包括试验装置所施加的载荷、各材料区域的真应变；其中，目标焊缝的试件表面显现出多个材料区域且所述试件的测试部分的任一横截面为同一材料区域；根据载荷和各材料区域的真应变，计算所述多个材料区域中各材料区域的真应力；根据所述各材料区域的真应变和各材料区域的真应力，生成各材料区域的真应力-真应变曲线，得到所述目标焊缝的本构关系。

在一些实施例中，得到所述目标焊缝的本构关系之后，还包括：根据所述目标焊缝的本构关系，对所述目标焊缝进行安全评价。

在一些实施例中，在根据载荷和各材料区域的真应变，计算所述多个材料区域中各材料区域的真应力之后，还包括：根据所述各材料区域的真应变和各材料区域的真应力，求取各材料区域的弹性模量；基于所述弹性模量，计算目标焊缝的以下至少一个本构参数：屈服应力、硬化指数、抗拉强度、均匀延伸率。

在一些实施例中，获取对目标焊缝的试件进行拉伸试验的试验数据，所述试验数据包括试验装置所施加的载荷、各材料区域的真应变，包括：获取拉伸试验前以及拉伸试验过程中所采集到的试件表面散斑变形的图像；其中，试件表面预先喷涂有可识别的散斑；根据采集到的图像，采用图像处理技术得到拉伸试验过程中各材料区域的真应变。

在一些实施例中，根据所述各材料区域的真应变和各材料区域的真应力，求取各材料区域的弹性模量，包括：按照以下方式确定当前材料区域的弹性模量：基于当前材料区域的真应变和各材料区域的真应力，绘制当前材料区域的真应力-真应变的变化曲线；确定当前材料区域的真应力-真应变曲线中的弹性段，并计算弹性段的斜率，得到当前材料区域的弹性模量。

在一些实施例中，基于所述弹性模量，计算目标焊缝的以下至少一个本构参数：屈服应力、硬化指数、抗拉强度、均匀延伸率，包括：按照以下方式计算当前材料区域的屈服应力：根据当前材料区域的真应力、真应变和弹性模量，计算当前材料区域的塑性应变；计算当前材料区域的塑性应变为预定数值时的真应力，并将所述塑性应变为预定数值时的真应力作为预定情况下的材料的屈服应力。