金属厚板材料力学性能鼓胀试验方法分析.pdfVIP

中 文 摘 要 材料的力学性能是指材料在外力作用下表现出的变形和破坏等 方面的特性，通过力学性能参数来评价材料的力学性能，而材料力学 性能参数是通过拉伸试验测定的。在工程应用中，传统的单轴拉伸试 验方法仍具有重要的地位，但是应用广泛的单轴拉伸试验不能获得材 料变形的全过程的应力应变关系，而且在实际问题中，材料多处于双 向应力状态，因此，人们把目光转向了更精确更大应变范围的双向拉 伸试验。鼓胀试验作为一种双向拉伸试验方法，能够获得材料在双向 应力状态下大应变范围内的力学性能数据，日益得到人们的青睐。 鼓胀试验是一种评定板材力学性能和成形性能的试验方法，主要 用于金属薄板材料的力学性能和成形性能试验。金属厚板难以直接进 行鼓胀试验，本文提出了一种在金属厚板厚度方向去除部分材料得到 试件进行鼓胀试验的方法，将鼓胀试验引入测定金属厚板的力学性 能。主要工作如下： （1）分别对三种名义厚度 （10mm、20mm、30mm ）、两种材料 （Q235B、Q345B ）的金属板材进行单轴拉伸试验，得到两种材料的 真应力应变关系。 （2 ）确定试件的几何尺寸，搭建试验装置平台，主要包括加压 系统、夹持装置及测量装置。进行鼓胀试验，测量得到了试件中央胀 * * 形极顶的载荷位移 （p -h ）曲线。 （3 ）基于有限元分析软件，着重分析了边界圆角对试验结果的 影响，确定合理的边界圆角。 （4 ）建立了鼓胀试验的有限元模型，将单轴拉伸试验应力应变 关系数据作为有限元分析的材料初始本构关系，模拟鼓胀变形过程， * 得到p -h 关系，然后将相同的压力下的试验极顶高度h 与模拟极顶高 度h 比较，修正应力应变关系模型，使模拟的载荷位移曲线 （p -h ） * * 与试验的载荷位移曲线 （p -h ）逐渐逼近，最终得到大应变条件下更 精确的应力应变关系。 关键词：金属厚板；鼓胀试验；力学性能；有限元分析；大应变 I ABSTRACT The mechanical property of a material is how the material shows deformation and breakage characteristics under the action of external forces. Mechanical properties are evaluated through the mechanical property indicators, which usually involves the tensile test. In the engineering application field, the standard uniaxial tensile test still plays an important role. However, the range of strain obtained from the tensile test is limited. This uniaxial tensile test is also less relevant to actual cases because in engineering practices materials mainly under biaxial stress. Thus, people turn to the biaxial tensile test for higher accuracy and a larger strain range. As a representative, the bulge test can obtain the stress and strain relationship