一种包铝合金弹性模量及关系式的获取方法及装置与流程

本技术涉及静力性能，特别涉及一种包铝合金弹性模量及关系式的获取方法及装置。

背景技术：

1、包铝合金由包铝层及芯材组成，具有两个独立的弹性模量值。其中，主模量表示低强度的包铝层和高强度的芯材两者共同对弹性行为的响应，次弹性模量表示在芯部材料的比例极限内显示出的弹性模量。在实际应用中的绝大多数情况下，需要分别获取主弹性模量和次弹性模量的精确数值以方便应用。

2、现有技术中，国内对于主弹性模量和次弹性模量的区分不甚明确。国外相关资料只列举了二者的关系，并未给出弹性模量及关系式的获取方法。因此，如何准确获取包铝合金的主、次弹性模量及关系式成为了亟需解决的问题。

技术实现思路

1、基于上述问题，本技术提供了一种包铝合金弹性模量及关系式的获取方法及装置，以准确获取包铝合金的主、次弹性模量及关系式。

2、本技术公开了一种包铝合金弹性模量及关系式的获取方法，所述方法包括：

3、获取所述包铝合金的典型拉伸应力-应变曲线；

4、获取所述典型拉伸应力-应变曲线的切线模量，并绘制应力-切线模量曲线；

5、根据所述应力-切线模量曲线，获取主弹性模量段、次弹性模量段及包铝层开始屈服的过渡区域；

6、根据所述主弹性模量段、次弹性模量段及包铝层开始屈服的过渡区域，在典型拉伸应力-应变曲线的比例极限前获取所述包铝合金的主弹性模量和次弹性模量；

7、根据所述主弹性模量、所述次弹性模量及二者基本关系，获取包铝合金弹性模量的关系式。

8、可选的，在获取所述包铝合金的典型拉伸应力-应变曲线前，所述方法还包括：

9、获取所述包铝合金的合金厚度和包铝层厚度；

10、对所述包铝合金开展室温拉伸试验，获取原始拉伸应力-应变曲线；

11、根据所述原始拉伸应力-应变曲线，构建所述典型拉伸应力-应变曲线。

12、可选的，相关制品有代表性的应力-应变数据已经过调解以适合于反映精确的弹性模量典型值，所述根据所述原始拉伸应力-应变曲线，构建所述典型拉伸应力-应变曲线，包括：

13、将每条所述原始拉伸应力-应变曲线的直线部分延长，并将延长后的直线沿横坐标方向，分别做预设偏离量的平移；所述预设偏离量的取值范围为0至屈服强度点所对应的偏离量；

14、定义所述直线与所述原始拉伸应力-应变曲线的交点为偏离点；

15、获取所有所述偏离点的应力平均值，将所述应力平均值转换为所述包铝合金的制品平均应力：

16、

17、σt为制品平均应力，为制品平均屈服强度，为平均屈服强度，σa为每一偏离点的应力平均值；

18、获取所述偏离点的弹性应变和所述偏离点对应的直线的偏离量，并相加得到所述偏离点的总应变：

19、εt＝εe+d

20、εt为每一偏离点的总应变，εe为每一偏离点的弹性应变，d为偏移量；

21、基于所述总应变和所述制品平均应力，得到所述典型拉伸应力-应变曲线。

22、可选的，所述获取所述典型拉伸应力-应变曲线的切线模量，并绘制应力-切线模量曲线，包括：

23、对所述典型拉伸应力-应变曲线的比例极限前的阶段进行求导，得到所述阶段的切线模量，及对应的应力；

24、通过所述切线模量和所述应力得到应力-切线模量曲线。

25、可选的，所述根据所述主弹性模量、所述次弹性模量及二者基本关系，获取包铝合金弹性模量的关系式，包括：

26、根据所述主弹性模量和所述次弹性模量确定相关系数；

27、将所述相关系数结合所述主弹性模量和所述次弹性模量的关系esec～ep(t1-t0)/t1，得到所述主弹性模量和所述次弹性模量的关系式：

28、esec＝fep(t1-t0)/t1

29、ep为所述主弹性模量，esec为所述次弹性模量，t1为所述包铝合金总厚度，t0为包铝层厚度，f为相关系数。

30、基于上述一种包铝合金弹性模量及关系式的获取方法，本技术还公开了一种包铝合金弹性模量及关系式的获取装置，包括：典型曲线获取单元、切线模量获取单元、区域获取单元、弹性模量获取单元和关系式获取单元；

31、所述典型曲线获取单元，用于获取所述包铝合金的典型拉伸应力-应变曲线；

32、所述切线模量获取单元，用于获取所述典型拉伸应力-应变曲线的切线模量，并绘制应力-切线模量曲线；

33、所述区域获取单元，用于根据所述应力-切线模量曲线，获取主弹性模量段、次弹性模量段及包铝层开始屈服的过渡区域；

34、所述弹性模量获取单元，用于根据所述主弹性模量段、次弹性模量段及包铝层开始屈服的过渡区域，在典型拉伸应力-应变曲线的比例极限前获取所述包铝合金的主弹性模量和次弹性模量；

35、所述关系式获取单元，用于根据所述主弹性模量、所述次弹性模量及二者基本关系，获取包铝合金弹性模量的关系式。

36、可选的，所述装置还包括：

37、厚度获取单元，用于获取所述包铝合金的合金厚度和包铝层厚度；

38、试验单元，用于对所述包铝合金开展室温拉伸试验，获取原始拉伸应力-应变曲线；

39、曲线构建单元，用于根据所述原始拉伸应力-应变曲线，构建所述典型拉伸应力-应变曲线。

40、可选的，相关制品有代表性的应力-应变数据已经过调解以适合于反映精确的弹性模量典型值，所述曲线构建单元包括：

41、平移子单元，用于将每条所述原始拉伸应力-应变曲线的直线部分延长，并将延长后的直线沿横坐标方向，分别做预设偏离量的平移；所述预设偏离量的取值范围为0至屈服强度点所对应的偏离量；

42、定义子单元，用于定义所述直线与所述原始拉伸应力-应变曲线的交点为偏离点；

43、转换子单元，用于获取所有所述偏离点的应力平均值，将所述应力平均值转换为所述包铝合金的制品平均应力：

44、

45、σt为制品平均应力，为制品平均屈服强度，为平均屈服强度，σa为每一偏离点的应力平均值；

46、总应变获取子单元，用于获取所述偏离点的弹性应变和所述偏离点对应的直线的偏离量，并相加得到所述偏离点的总应变：

47、εt＝εe+d

48、εt为每一偏离点的总应变，εe为每一偏离点的弹性应变，d为偏移量；

49、典型曲线获取子单元，用于基于所述总应变和所述制品平均应力，得到所述典型拉伸应力-应变曲线。

50、可选的，所述切线模量获取单元包括：

51、求导子单元，用于对所述典型拉伸应力-应变曲线的比例极限前的阶段进行求导，得到所述阶段的切线模量，及对应的应力；

52、应力-切线模量曲线获取子单元，用于通过所述切线模量和所述应力得到应力-切线模量曲线。

53、可选的，所述装置还包括：

54、相关系数确定单元，用于根据所述主弹性模量和所述次弹性模量确定相关系数；

55、关系式获取单元，用于将所述相关系数结合所述主弹性模量和所述次弹性模量的关系esec～ep(t1-t0)/t1，得到所述主弹性模量和所述次弹性模量的关系式：

56、esec＝fep(t1-t0)/t1

57、ep为所述主弹性模量，esec为所述次弹性模量，t1为所述包铝合金总厚度，t0为包铝层厚度，f为相关系数。

58、本技术公开了一种包铝合金弹性模量及确定其关系式的获取方法及装置。在针对包铝合金开展室温拉伸试验获取原始拉伸应力-应变曲线的基础上，通过计算获取所述包铝合金的典型拉伸应力-应变曲线，获取所述典型拉伸应力-应变曲线的切线模量，并绘制应力-切线模量曲线。根据所述应力-切线模量曲线，获取主弹性模量段、次弹性模量段及包铝层开始屈服的过渡区域。根据上述区域，在典型拉伸应力-应变曲线的比例极限前获取所述包铝合金的主弹性模量和次弹性模量。在已知主弹性模量与次弹性模量基本关系的基础上，引入相关系数，将上述主弹性模量值与次弹性模量值代入公式，确定相关系数值，从而得到该包铝合金关系式。基于典型拉伸应力-应变曲线，提供了计算包铝合金主、次弹性模量的方法，可准确获取并表征包铝合金的主、次弹性模量，使用方便且具有很大的工程应用意义。