焊缝本构关系确定方法、装置及电子设备

1.本技术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：

2.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。
3.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。


技术实现要素：

4.本技术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。
5.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。
6.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。
7.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。
8.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。
9.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。
10.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。
11.在一些实施例中，基于所述弹性模量，在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之后，还包括：按照以下方式计算当前材料区域的硬化指数：根据当前材料区域的屈服应力，计算当前材料区域的屈服应变；根据当前材料区域的弹性模量和屈服应力，计算当前材料区域的硬化系数；按照下列公式计算当前材料区域的硬化指数：其中，ε为当前材料区域的真应变，ε0为当前材料区域的屈服应变，并且ε0＝σ0/e，e为当前材料区域的弹性模量，σ0为当前材料区域的屈服应力，σ为当前材料区域的真应力，α为当前材料区域的硬化系数，α＝0.002e/σ0，n为当前材料区域的硬化指数。
12.在一些实施例中，在计算当前材料区域的硬化指数之后，还包括：按照下列公式计算当前材料区域的抗拉强度：其中，σb为当前材料区域的抗拉强度，α为当前材料区域的硬化系数，n为当前材料区域的硬化指数，e为当前材料区域的弹性模量，σ0为当前材料区域的屈服应力；按照下列公式计算当前材料区域的均匀延伸率：其中，εb为当前材料区域的均匀延伸率，σb为当前材料区域的抗拉强度，α为当前材料区域的硬化系数，n为当前材料区域的硬化指数，e为当前材料区域的弹性模量，σ0为当前材料区域的屈服应力。
13.在一些实施例中，在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-真应变曲线之前，还包括：按照以下方式拟合得到当前材料区域从初始至达到抗拉强度状态下的曲线：根据所述材料区域的硬化系数、硬化指数、弹性模量、屈服应力及抗拉强度，按照下列公式得到当前材料区域从初始至达到抗拉强度状态下的真应力-真应变曲线：其中，ε为当前材料区域的真应变，ε0为当前材料区域的屈服应变，且ε0＝σ0/e，e为当前材料区域的弹性模量，σ0为当前材料区域的屈服应力，σ为当前材料区域的真应力，α为当前材料区域的硬化系数，n为当前材料区域的硬化指数。
14.本说明书第二方面提供一种焊缝本构关系确定装置，包括：获取单元，用于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；第一计算单元，用于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；生成单元，用于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。
15.在一些实施例中，所述装置还包括：评价单元，用于根据所述目标焊缝的本构关系，对所述目标焊缝进行安全性评价。
16.在一些实施例中，所述装置还包括：求取单元，用于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；第二计算单元，用于基于所述弹性模量，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。
17.在一些实施例中，所述获取单元包括：获取子单元，用于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；处理子单元，用于根据采集到的图像，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。
18.在一些实施例中，所述求取单元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。
19.在一些实施例中，所述第二计算单元包括：第一计算子单元，用于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。
20.在一些实施例中，所述第二计算单元还包括：第二计算子单元，用于按照以下方式计算当前材料区域的硬化指数：根据当前材料区域的屈服应力，计算当前材料区域的屈服应变；根据当前材料区域的弹性模量和屈服应力，计算当前材料区域的硬化系数；按照下列公式计算当前材料区域的硬化指数：其中，ε为当前材料区域的真应变，ε0为当前材料区域的屈服应变，并且ε0＝σ0/e，e为当前材料区域的弹性模量，σ0为当前材料区域的屈服应力，σ为当前材料区域的真应力，α为当前材料区域的硬化系数，n为当前材料区域的硬化指数。
21.在一些实施例中，所述第二计算单元还包括：第三计算子单元，用于按照下列公式计算当前材料区域的抗拉强度：其中，σb为当前材料区域的抗拉强度，α为当前材料区域的硬化系数，n为当前材料区域的硬化指数，e为当前材料区域的弹性模量，σ0为当前材料区域的屈服应力；第四计算子单元，用于按照下列公式计算当前材料区域的均匀延伸率：其中，εb为当前材料区域的均匀延伸率，σb为当前材料
区域的抗拉强度，α为当前材料区域的硬化系数，n为当前材料区域的硬化指数，e为当前材料区域的弹性模量，σ0为当前材料区域的屈服应力。
22.在一些实施例中，所述装置还包括：拟合单元，按照以下方式拟合得到当前材料区域从初始至达到抗拉强度状态下的曲线：根据所述材料区域的硬化系数、硬化指数、弹性模量、屈服应力及抗拉强度，按照下列公式得到当前材料区域从初始至达到抗拉强度状态下的真应力-真应变曲线：其中，ε为当前材料区域的真应变，ε0为当前材料区域的屈服应变，且ε0＝σ0/e，e为当前材料区域的弹性模量，σ0为当前材料区域的屈服应力，σ为当前材料区域的真应力，α为当前材料区域的硬化系数，n为当前材料区域的硬化指数。
23.本说明书第三方面提供一种电子设备，包括：存储器和处理器，所述处理器和所述存储器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而实现第一方面任一项所述方法的步骤。
24.本说明书第四方面提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被执行时实现第一方面任一项所述方法的步骤。
25.本说明书所提供的焊缝本构关系确定方法、装置及电子设备，采用表面显现出不同材料区域、且测试部分任意横截面为同一材料区域的试件，对试件进行拉伸试验，获取实验过程中试验装置所施加的载荷、各材料区域的真应变，根据载荷和真应变计算各材料区域的真应力，进而得到不同材料区域的真应力-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，为焊缝安全评价提供了数据基础。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1示出了本说明书提供的焊缝本构关系确定方法的一种实施例的流程图；
28.图2示出了试件与圆形管道及环焊缝的位置关系立体示意图；
29.图3示出了试件与圆形管道的截面示意图；
30.图4示出了试件的一种具体尺寸示意图；
31.图5示出了试件与管壁的位置关系立体示意图；
32.图6示出了拉伸试验时进行图像采集的示意图；
33.图7示出了在试件不同材料区域上的取点位置的示意图；
34.图8示出了基于原始试验数据绘制的真应力-真应变曲线图；
35.图9示出了拟合得到的真应力-真应变曲线图；
36.图10示出了本说明书提供的焊缝本构关系确定方法的另一种实施例的流程图；
37.图11示出计算本构参数的方法流程图；
38.图12示出了本说明书提供的焊缝本构关系确定装置的一种实施例的原理框图；
39.图13示出了本说明书提供的焊缝本构关系确定装置的另一种实施例的原理框图；
40.图14示出了本说明书提供的一种电子设备的结构框图。
具体实施方式
41.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术中的技术方案，下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都应当属于本技术保护的范围。
42.本说明书所提供的焊缝本构关系确定方法，如图1所述，该方法可以包括如下步骤：
43.s110：获取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的测试部分的任一横截面为同一材料区域。
44.目标焊缝的试件可以通过以下方法得到：从目标焊缝处切割出样品，将样品制作成拉伸试验所需形状的试件，并将试件的表面处理至显现出多个材料区域。
45.多个材料区域，是指母材区、热影响区、焊缝区。母材是指通过焊条焊接在一起的两个焊接件的材质。
46.在步骤s110之前，包括了制作试件的步骤，具体可以分为切割、打磨、抛光、侵蚀、清洗等几个步骤。下面以制作管道环焊缝处的样本为例，具体说明试件。
47.图2示出了试件与圆形管道、环焊缝的位置关系立体示意图。图3示出了试件与圆形管道的截面示意图，其中长方形为试件夹持部分的截面。图4示出了试件的具体尺寸示意图，其中数据的单位为mm。图5示出了试件与环形管壁的位置关系立体示意图，其中，a为试件，b为环形管壁的部分。
48.如图2所示，切割出样品，该样品的长度方向为管道的轴向方向，即垂直于焊缝焊接方向；宽度方向为沿管道的圆周方向(也即环向)，即沿焊缝延伸方向；样品的厚度方向沿管道的径向(也即管道壁的厚度方向)；样品的厚度小于管道的壁厚。从图2至图4可以看出，试件沿焊缝中心线对称。
49.为准确确定管道环焊缝试件的母材区、热影响区及焊缝区域的边界以及尺寸，还需要对试件表面进行逐级打磨，并进行抛光。试件抛光后，采用4％硝酸酒精溶液对焊缝区域进行侵蚀，侵蚀后采用乙醇溶液进行清洗，进而显示出不同区域边界。对显示后的不同区域进行测量，获得不同区域的尺寸，以使后续进行应变分析时能够准确确定试件中不同区域材料的位置。
50.拉伸试验，可以在mts-810试验机上进行，采用等速拉伸位移控制模式，拉伸速度可以为2mm/min，拉伸至试件发生断裂。
51.各材料区域的真应变数据的获取方式，可以为：在试件表面预先喷涂可识别的散斑，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，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。
52.具体地，试件表面散斑的喷涂过程可以包括如下两个步骤：
53.(1)去除试件表面杂质，在试件表面喷涂白色哑光漆底漆，喷涂过程中保证底漆均
匀轻薄，避免形成较厚底漆，从而影响试件表面形貌，影响试件的力学性能。较厚的底漆也可能在拉伸过程中发生脱落，影响测试结果。
54.(2)白色底漆制备完成后，静置一段时间，确保底漆晾干。底漆晾干后，制备黑色散斑。黑色散斑的制作可以采用预制的散斑压制工具制作，也可以采用喷涂的方法制作。本实施例中采用黑色哑光漆进行喷涂制作散斑，喷涂过程确保散斑分布均匀，散斑尺寸适宜，得到较好的散斑质量，保证后续试件变形图像相关性计算的准确性和精度。
55.在拉伸试验过程中，在试件旁边设置图像采集设备(例如ccd相机)拍摄散斑形变图像。具体地，如图6所示，两台ccd相机成一定夹角置于试件前方，确保采集得到精确的试件变形图像。图像采集可以采用csi公司的三维数字图像相关测量系统，该系统包括硬件及软件两部分，分别可实现图像的采集及图像的分析。
56.在拉伸试验过程中，试件拉伸与图像采集系统同步进行，每隔1秒采集一组数据，一组数据包括拉伸试验装置所施加的载荷及采集的图像。
57.在采集到试件变形图像之后，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，具体可以为：依据所制备散斑质量及尺寸进行图像的网格划分。对采集到的两个图像中的散斑进行相关性计算，可以采用newton-raphson迭代作为最优相关性算法。在不同材料区域取点，具体取点位置可以如图7所示。
58.s120：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。
59.在得到载荷和各材料区域的真应变之后，可以通过下列公式计算当前材料区域的真应力：
[0060][0061]
其中，σ为当前材料区域的真应力，f为载荷，a0为试件原始横截面积，以图4所示试件为例，a0＝12.5
×
5mm2，ε为当前材料区域的真应变。
[0062]
s130：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，得到目标焊缝的本构关系。
[0063]
试验得到的真应力-真应变曲线，可以如图8所示。
[0064]
在一些实施例中，在得到目标焊缝的本构关系之后，还可以根据目标焊缝的本构关系，对目标焊缝进行安全评价。
[0065]
由于焊缝试件拉伸过程中会产生变形局部化，颈缩区外的高强度材料区域通常只产生较小的塑性变形，获得的真应力-真应变曲线范围较小，可以进一步采用材料硬化模型进行拟合。拟合得到的真应力-真应变曲线，可以如图9所示。
[0066]
例如，在步骤s130之前，还包括：按照以下方式拟合得到当前材料区域从初始至达到抗拉强度状态下的曲线：根据所述材料区域的硬化系数、硬化指数、弹性模量、屈服应力及抗拉强度，按照下列公式得到当前材料区域从初始至达到抗拉强度状态下的真应力-真应变曲线：其中，ε为当前材料区域的真应变，ε0为当前材料区域的屈服应变，且ε0＝σ0/e，e为当前材料区域的弹性模量，σ0为当前材料区域的屈服应力，σ为当前材
料区域的真应力，α为当前材料区域的硬化系数，n为当前材料区域的硬化指数。
[0067]
在一些实施例中，如图10所示，该焊缝本构关系确定方法中，在步骤s120之后，还可以包括如下步骤：
[0068]
s140：根据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。
[0069]
在一些实施例中，根据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，可以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。
[0070]
s150：基于弹性模量，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。
[0071]
在一些实施例中，如图11所示，步骤s150包括按照以下方式计算当前材料区域的屈服应力：
[0072]
s151：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。
[0073]
例如，可以按照公式计算塑性应变：塑性应变＝真应变-真应力/弹性模量。
[0074]
s152：计算当前材料区域的塑性应变为预定数值时的真应力，并将塑性应变为预定数值时的真应力值作为预定情况下的材料的屈服应力。其中，预定情况是指屈服点不明显的情况。
[0075]
例如，可以将塑性应变为0.2％时的应力作为屈服应力。
[0076]
在一些实施例中，如图11所示，步骤s152之后还包括按照以下方式计算当前材料区域的硬化指数：
[0077]
s153：根据当前材料区域的屈服应力，计算当前材料区域的屈服应变。
[0078]
例如，ε0＝σ0/e，其中，ε0为屈服应变，σ0为屈服应力，e为弹性模量。
[0079]
s154：根据当前材料区域的弹性模量和屈服应力，计算当前材料区域的硬化系数。
[0080]
例如，α＝0.002e/σ0，α为当前材料区域的硬化系数，σ0为当前材料区域的屈服应力，e为当前材料区域的弹性模量。
[0081]
s155：按照下列公式计算当前材料区域的硬化指数：
[0082][0083]
其中，ε为当前材料区域的真应变，ε0为当前材料区域的屈服应变，并且ε0＝σ0/e，e为当前材料区域的弹性模量，σ0为当前材料区域的屈服应力，σ为当前材料区域的真应力，α为当前材料区域的硬化系数，n为当前材料区域的硬化指数。
[0084]
在一些实施例中，如图11所示，步骤s150还包括如下步骤：
[0085]
s156：按照下列公式计算当前材料区域的抗拉强度：
[0086]
[0087]
其中，σb为当前材料区域的抗拉强度，α为当前材料区域的硬化系数，n为当前材料区域的硬化指数，e为当前材料区域的弹性模量，σ0为当前材料区域的屈服应力。
[0088]
s157：按照下列公式计算当前材料区域的均匀延伸率：
[0089][0090]
其中，εb为当前材料区域的均匀延伸率，σb为当前材料区域的抗拉强度，α为当前材料区域的硬化系数，n为当前材料区域的硬化指数，e为当前材料区域的弹性模量，σ0为当前材料区域的屈服应力。
[0091]
下表一示出了测试并计算分析得到的管道环焊缝不同区域材料的材料参数。
[0092]
表一
[0093][0094][0095]
上述焊缝本构关系确定方法、装置及电子设备，采用表面显现出不同材料区域、且测试部分任意横截面为同一材料区域的试件，对试件进行拉伸试验，获取实验过程中试验装置所施加的载荷、各材料区域的真应变，根据载荷和真应变计算各材料区域的真应力，进而得到不同材料区域的真应力-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。
[0096]
本说明书实施例提供一种焊缝本构关系确定装置，可以用于实现图1所示的焊缝本构关系确定方法。如图12所示，该装置包括获取单元10、第一计算单元20和生成单元30。
[0097]
获取单元10用于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。
[0098]
第一计算单元20用于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。
[0099]
生成单元30用于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。
[0100]
在一些实施例中，如图13所示，该装置还包括评价单元40，用于根据所述目标焊缝的本构关系，评价所述目标焊缝的安全性。
[0101]
在一些实施例中，如图13所示，所述装置还包括求取单元50和第二计算单元60。
[0102]
求取单元50用于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。第二计算单元60用于基于所述弹性模量，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。
[0103]
在一些实施例中，所述获取单元10包括获取子单元11和处理子单元12。
[0104]
获取子单元11用于获取拉伸试验前以及拉伸试验过程中所采集到的试件变形的
图像；其中，试件表面预先喷涂有可识别的散斑。处理子单元12用于根据采集到的图像，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。
[0105]
在一些实施例中，所述求取单元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。
[0106]
在一些实施例中，如图13所示，所述第二计算单元60包括第一计算子单元61，用于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。
[0107]
在一些实施例中，如图13所示，所述第二计算单元60还包括第二计算子单元62，用于按照以下方式计算当前材料区域的硬化指数：根据当前材料区域的屈服应力，计算当前材料区域的屈服应变；根据当前材料区域的弹性模量和屈服应力，计算当前材料区域的硬化系数；按照下列公式计算当前材料区域的硬化指数：
[0108][0109]
其中，ε为当前材料区域的真应变，ε0为当前材料区域的屈服应变，并且ε0＝σ0/e，e为当前材料区域的弹性模量，σ0为当前材料区域的屈服应力，σ为当前材料区域的真应力，α为当前材料区域的硬化系数，n为当前材料区域的硬化指数。
[0110]
在一些实施例中，如图13所示，所述第二计算单元60还包括第三计算子单元63和第四计算子单元64。
[0111]
第三计算子单元63用于按照下列公式计算当前材料区域的抗拉强度：
[0112][0113]
其中，σb为当前材料区域的抗拉强度，α为当前材料区域的硬化系数，n为当前材料区域的硬化指数，e为当前材料区域的弹性模量，σ0为当前材料区域的屈服应力；
[0114]
第四计算子单元64用于按照下列公式计算当前材料区域的均匀延伸率：
[0115][0116]
其中，εb为当前材料区域的均匀延伸率，σb为当前材料区域的抗拉强度，α为当前材料区域的硬化系数，n为当前材料区域的硬化指数，e为当前材料区域的弹性模量，σ0为当前材料区域的屈服应力。
[0117]
在一些实施例中，所述装置还包括：拟合单元70，用于按照以下方式拟合得到当前材料区域从初始至达到抗拉强度状态下的曲线：根据所述材料区域的硬化系数、硬化指数、弹性模量、屈服应力及抗拉强度，按照下列公式得到当前材料区域从初始至达到抗拉强度状态下的真应力-真应变曲线：其中，ε为当前材料区域的真应变，ε0为当
array，fpga))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片pld上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片2。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言(hardware description language，hdl)，而hdl也并非仅有一种，而是有许多种，如abel(advanced boolean expression language)、ahdl(altera hardware description language)、confluence、cupl(cornell university programming language)、hdcal、jhdl(java hardware description language)、lava、lola、myhdl、palasm、rhdl(ruby hardware description language)等，目前最普遍使用的是vhdl(very-high-speed integrated circuit hardware description language)与verilog2。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。
[0127]
本说明书中的各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。
[0128]
上述实施方式阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。
[0129]
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本技术时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
[0130]
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施方式的某些部分的方法。
[0131]
本技术可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络pc、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。
[0132]
本技术可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本技术，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
[0133]
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于硬件+程序类实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0134]
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围
内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
[0135]
虽然本说明书提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或客户端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。
[0136]
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、车载人机交互设备、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
[0137]
虽然本说明书实施例提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的手段可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或终端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境，甚至为分布式数据处理环境)。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、产品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、产品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，并不排除在包括所述要素的过程、方法、产品或者设备中还存在另外的相同或等同要素。
[0138]
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本说明书实施例时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现，也可以将实现同一功能的模块由多个子模块或子单元的组合实现等。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0139]
本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内部包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
[0140]
本说明书是参照根据本说明书实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机
程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0141]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0142]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0143]
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
[0144]
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。内存是计算机可读介质的示例。
[0145]
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
[0146]
本领域技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本说明书实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0147]
本说明书实施例可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书实施例，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
[0148]
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0149]
以上所述仅为本说明书实施例的实施例而已，并不用于限制本说明书实施例。对于本领域技术人员来说，本说明书实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书实施例的权利要求范围之内。