[发明专利]一种延性材料单轴本构关系测试方法

摘要

本发明公开了一种基于能量原理和中心圆孔板试样拉伸所得P‑V曲线获取材料大变形单轴本构关系的测定方法。对中心圆孔板试样进行准静态拉伸试验，获取连续的P‑V曲线，通过该曲线确定弹性刚度S、特征载荷P*和位移指数m，进而得到材料大变形单轴本构关系。本发明适用于等向强化且本构关系符合幂律的延性材料，其中，中心圆孔板试样的结构具有特殊性，即在拉伸试验过程中，试样的圆孔边缘中心点材料单元在颈缩发生前处于单轴应力状态，相对于等直试样，本发明更易于实行，所获得的单轴应力‑应变关系范围更广，对工程结构设计和安全评估工作具有重要的意义。

主权项

1.一种延性材料单轴本构关系测试方法，其特征在于，包括以下步骤：获取材料试样的连续载荷P和位移V的关系，所述试样为中心圆孔板试样，P‑V曲线满足下述关系式中：R试样圆孔半径，S为弹性刚度，P*为特征载荷，m为位移指数，Vy为试样屈服位移；根据S、P*和m获取材料的本构关系参数，包括弹性模量E、名义屈服应力σy和应变硬化指数n，通过有限元模拟得到临界断裂应力σf和临界断裂应变εf，即可确定材料的单轴本构关系；其中S、P*和m满足下述关系：式中：v*为特征能量密度，A*为特征面积，W为试样的宽度，T为试样的厚度，k1～k5为无量纲常数；其中：v*、A*满足下述关系：v*＝Enσy1‑n/(1+n)A*＝(2W‑πR)TE、σy、n满足下述关系：式中：σ为真应力，ε为真应变，K为应变硬化系数，且满足K＝Enσy1‑n，将材料的本构参数代入上式即可得到材料的本构关系曲线。