一种分析金属材料延性指标的方法及系统与流程

1.本发明涉及一种分析金属材料延性指标的方法及系统。


背景技术：

2.目前，金属材料力学性能中延性指标的分析和度量常采用截面收缩率、伸长率指标进行表征。然而，截面收缩率、伸长率指标均需要通过尺寸测量工具如游标卡尺等对完成实验后的单轴拉伸样品(此时样品已被拉断)进行尺寸测量，再基于截面收缩率、伸长率的公式进行计算。
3.仲长率计算公式：
[0004][0005]
其中，l1为工作段在拉断后的长度，l为工作段初始长度其值通常是5倍样品直径。
[0006]
截面收缩率计算公式：
[0007][0008]
其中，a1为样品工作段在拉断后断口处的最小横截面面积，a为样品工作段的初始横截面面积。若样品工作段截面为圆形，则截面收缩率计算公式：
[0009][0010]
其中，d为样品工作段初始直径，d1为样品工作段在拉断后断口处最小直径。
[0011]
需要留意的是，针对拉断后的单轴拉伸样品通过尺寸测量工具进行测量时，首先要做的是将拉断后的单轴拉伸样品进行断口复原，然后再通过游标卡尺测量并获得断口工作段净截面最小直径、工作段在拉断后的长度等数据。从上述测量过程可以看出，断口复原程度将直接影响测量数据的结果。在实际测量中，人为因素对断口复原程度的影响较大，会造成拉断后样品的测量数据存在人为误差，该误差将直接影响截面收缩率、伸长率指标的度量。
[0012]
综上所述，在金属材料力学性能延性指标的分析和度量方面，基于截面收缩率、伸长率受断口复原程度影响较大，其中人为因素对断口复原程度影响较大且不可忽略。


技术实现要素：

[0013]
为解决传统测量方式的断口复原程度影响金属材料力学性能延性指标测量结果的技术问题，本发明实施例提供一种分析金属材料延性指标的方法及系统。
[0014]
本发明实施例通过下述技术方案实现：
[0015]
第一方面，本发明实施例提供一种分析金属材料延性指标的方法，包括：
[0016]
通过单轴拉伸实验测试获取待分析金属材料的工程应力应变数据；
[0017]
计算所述工程应力应变数据所围成的面积，得到第一面积；
[0018]
计算工程应力应变起始点至紧缩临界点数据所围成的面积，得到第二面积；
[0019]
根据公式(1)计算待分析金属材料的延性指标γ
[0020][0021]
第二方面，本发明实施例提供一种分析金属材料延性指标的方法，包括：
[0022]
获取待分析金属材料的工程应力应变数据；
[0023]
基于所述工程应力应变数据获取所述待分析金属材料的抗拉强度数据；
[0024]
对所述工程应力应变数据围成的面积进行数值积分得到应变能参数sed
data
；
[0025]
在所述工程应力应变数据中，从起始点数据至所述抗拉强度数据进行数值积分，得到紧缩现象临界参数sed
neck
；
[0026]
根据公式(2)计算得到延性指标γ
[0027][0028]
进一步的，所述工程应力应变数据通过单轴拉伸实验测试得到。
[0029]
进一步的，所述抗拉强度数据包括抗拉强度σu和抗拉应变εu；在所述工程应力应变数据中，从起始点数据至抗拉强度σu数据进行数值积分，得到紧缩现象临界参数sed
neck
。
[0030]
进一步的，所述对所述工程应力应变数据围成的面积进行数值积分得到应变能参数 sed
data
；包括：
[0031]
将所述工程应力应变数据在工程应力应变-应变曲线上围成的面积进行数值积分得到应变能参数sed
data
。
[0032]
进一步的，所述在所述工程应力应变数据中，从起始点数据至所述抗拉强度数据进行数值积分，得到紧缩现象临界参数sed
neck
；包括：
[0033]
将所述工程应力应变数据中的起始点数据至紧缩临界点数据，在工程应力应变-应变曲线上围成的面积，进行积分得到紧缩现象临界参数sed
neck
。
[0034]
第三方面，本发明实施例提供一种分析金属材料延性指标的系统，包括：
[0035]
第一获取单元，用于获取待分析金属材料的工程应力应变数据；
[0036]
第二获取单元，用于基于所述工程应力应变数据获取所述待分析金属材料的抗拉强度数据；
[0037]
第一面积积分单元，用于对所述工程应力应变数据围成的面积进行数值积分得到应变能参数sed
data
；
[0038]
第二面积积分单元，用于在所述工程应力应变数据中，从起始点数据至所述抗拉强度数据进行数值积分，得到紧缩现象临界参数sed
neck
；
[0039]
计算单元，用于根据公式(2)计算得到延性指标γ
[0040][0041]
进一步的，所述第一面积积分单元用于将所述工程应力应变数据在工程应力应变-应变曲线上围成的面积进行数值积分得到应变能参数sed
data
；
[0042]
所述第二面积积分单元用于将所述工程应力应变数据中的起始点数据至紧缩临界点数据，在工程应力应变-应变曲线上围成的面积，进行积分得到紧缩现象临界参数sed
neck
。
[0043]
第四方面，本发明实施例提供一种分析金属材料延性指标的装置，包括依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行所述分析金属材料延性指标的方法。
[0044]
本发明实施例与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0045]
本发明实施例的一种分析金属材料延性指标的方法及系统，通过基于应变能分析金属材料延性指标，避免了传统测量方式的断口复原程度影响金属材料力学性能延性指标测量结果。
附图说明
[0046]
为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0047]
图1为分析金属材料延性指标的方法流程示意图。
[0048]
图2为分析金属材料延性指标的系统结构示意图。
[0049]
图3为工程应力应变数据及抗拉强度σu和抗拉应变εu图。
[0050]
图4为工程应力应变数据所围面积图。
[0051]
图5为工程应力应变从起始点至抗拉强度数据点所围成面积图。
具体实施方式
[0052]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
[0053]
在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实施例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、材料或方法。
[0054]
在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
[0055]
在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方
位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
[0056]
实施例
[0057]
为解决传统测量方式的断口复原程度影响金属材料力学性能延性指标测量结果的技术问题，第一方面，本发明实施例提供一种分析金属材料延性指标的方法，参考图1所示，包括：
[0058]
s1.通过单轴拉伸实验测试获取待分析金属材料的工程应力应变数据；
[0059]
s2.计算所述工程应力应变数据所围成的面积，得到第一面积；
[0060]
s3.计算工程应力应变起始点至紧缩临界点数据所围成的面积，得到第二面积；
[0061]
s4.根据公式(1)计算待分析金属材料的延性指标γ
[0062][0063]
从而，本发明实施例通过基于应变能分析金属材料延性指标，避免了传统测量方式的断口复原程度影响金属材料力学性能延性指标测量结果。
[0064]
参考图3-图5所示。计算和使用本发明的方法示例如下：
[0065]
需要已知的参数包括：金属材料工程应力应变数据。
[0066]
示例中以反应堆压力容器钢(sa-5083)在室温下的工程应力应变数据为例，详细的实施过程如下：
[0067]
计算得到工程应力应变所围面积sed
data
＝170.7802mpa；
[0068]
计算得到工程应力应变从起始点至抗拉强度数据所围面积sed
neck
＝60.2921mpa；
[0069]
计算得到延性指标
[0070]
第二方面，本发明实施例提供一种分析金属材料延性指标的方法，包括：
[0071]
获取待分析金属材料的工程应力应变数据；
[0072]
基于所述工程应力应变数据获取所述待分析金属材料的抗拉强度数据；
[0073]
对所述工程应力应变数据围成的面积进行数值积分得到应变能参数sed
data
；
[0074]
在所述工程应力应变数据中，从起始点数据至所述抗拉强度数据进行数值积分，得到紧缩现象临界参数sed
neck
；
[0075]
根据公式(2)计算得到延性指标γ
[0076][0077]
进一步的，所述工程应力应变数据通过单轴拉伸实验测试得到。
[0078]
进一步的，所述抗拉强度数据包括抗拉强度σu和抗拉应变εu；在所述工程应力应变数据中，从起始点数据至抗拉强度σu数据进行数值积分，得到紧缩现象临界参数sed
neck
。
[0079]
进一步的，所述对所述工程应力应变数据围成的面积进行数值积分得到应变能参数 sed
data
；包括：
[0080]
将所述工程应力应变数据在工程应力应变-应变曲线上围成的面积进行数值积分得到应变能参数sed
data
。参考图4所示。
[0081]
进一步的，所述在所述工程应力应变数据中，从起始点数据至所述抗拉强度数据
进行数值积分，得到紧缩现象临界参数sed
neck
；包括：
[0082]
将所述工程应力应变数据中的起始点数据至紧缩临界点数据，在工程应力应变-应变曲线上围成的面积，进行积分得到紧缩现象临界参数sed
neck
。参考图5所示。
[0083]
第三方面，本发明实施例提供一种分析金属材料延性指标的系统，参考图2所示，包括：
[0084]
第一获取单元，用于获取待分析金属材料的工程应力应变数据；
[0085]
第二获取单元，用于基于所述工程应力应变数据获取所述待分析金属材料的抗拉强度数据；
[0086]
第一面积积分单元，用于对所述工程应力应变数据围成的面积进行数值积分得到应变能参数sed
data
；
[0087]
第二面积积分单元，用于在所述工程应力应变数据中，从起始点数据至所述抗拉强度数据进行数值积分，得到紧缩现象临界参数sed
neck
；
[0088]
计算单元，用于根据公式(2)计算得到延性指标γ
[0089][0090]
进一步的，所述第一面积积分单元用于将所述工程应力应变数据在工程应力应变-应变曲线上围成的面积进行数值积分得到应变能参数sed
data
；
[0091]
所述第二面积积分单元用于将所述工程应力应变数据中的起始点数据至紧缩临界点数据，在工程应力应变-应变曲线上围成的面积，进行积分得到紧缩现象临界参数sed
neck
。
[0092]
第四方面，本发明实施例提供一种分析金属材料延性指标的装置，包括依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行所述分析金属材料延性指标的方法。
[0093]
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。