金属材料的强度与应力–应变关系的球压入测试方法

论文摘要

压入法获取材料单轴应力–应变关系和抗拉强度对服役结构完整性评价有重要的基础意义.假定材料均匀连续、各向同性、应力应变关系符合Hollomon律,基于能量等效假定,即代表性体积单元（representative volume element, RVE）的von Mises等效和有效变形域内能量中值等效假定,本文提出了关联材料载荷、深度、球压头直径和Hollomon律的四参数半解析球压入（semi-analytical spherical indentation, SSI）模型.通过球压入载荷–深度试验关系获得材料的应力–应变关系和抗拉强度.考虑压入过程中的损伤效应,针对金属材料提出了用于球压入测试的材料弹性模量修正模型.对11种延性金属材料完成了球压入试验,采用本文提出的球压入试验方法测到的弹性模量、应力–应变关系和抗拉强度与单轴拉伸试验结果吻合良好.

论文目录

• 引言
• 1 球压入的弹性模量模型
•   1.1 球压入Oliver-Pharr[4]模型
•   1.2 压头系数β模型与试验方法
•   1.3 压头系数β模型验证
•   1.4 弹性模量压入测试结果验证
• 2 应力–应变关系球压入模型
•   2.1 基于能量等效假定的统一压入模型
•   2.2 压入载荷–深度关系模型
•   2.3 求解弹塑性参数K和n的SSI模型
•   2.4 SSI模型参数的确定方法
• 3 SSI模型验证
•   3.1 有限元验证
•     3.1.1 压入载荷–深度关系验证
•     3.1.2 应力–应变关系验证
•   3.2 试验验证
•     3.2.1 SSI模型验证
•     3.2.2 与ABI球压测试方法对比验证
• 4 基于SSI模型的抗拉强度预测
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 张志杰,蔡力勋,陈辉,包陈,刘晓坤

关键词: 应力应变关系,抗拉强度,能量等效,代表性体积单元,球压入试验,半解析球压入

来源: 力学学报 2019年01期

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 力学

单位: 西南交通大学力学与工程学院应用力学与结构安全四川省重点实验室

基金: 国家自然科学基金资助项目(11872320)

分类号: O341

页码: 159-169

总页数: 11

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