Ringcompressiontestmethodforstrengtharelationshipofmetallic2021-02-23發(fā)布2021-1金屬材料強(qiáng)度、應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的圓環(huán)壓縮試驗(yàn)方法本文件規(guī)定了測定金屬材料強(qiáng)度、應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的圓環(huán)壓縮試驗(yàn)的試驗(yàn)設(shè)備、試樣、試驗(yàn)步本文件適用于均質(zhì)、各向同性、應(yīng)變硬化規(guī)律呈現(xiàn)冪指數(shù)特征的金屬材料在均勻變形階段的強(qiáng)度、應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的測定。存在明顯屈服下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修用于描述符合冪律硬化特征材料應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的采用多個(gè)圓環(huán)試樣測得的應(yīng)力應(yīng)變曲線中，單個(gè)圓環(huán)試樣的應(yīng)力應(yīng)變測量曲線與平均應(yīng)力應(yīng)—B—C—dDEfMPa2ErMPaE*MPaFNFuNFLNFpNhk—m—n—N—q1——優(yōu)度，i=1,2,…,N—Rp0.2MPaRmMPaSLN/mmSuN/mm—————β—εσMPaσyMPaρ—4.1試驗(yàn)設(shè)備包括試驗(yàn)機(jī)、圓柱壓頭、力和位移測量裝置等。典型圓環(huán)壓縮加載示意圖如圖13Fd/2d/2D/21236.1除非另有規(guī)定，試驗(yàn)一般在10℃~35℃室溫下進(jìn)行。對于溫度要求嚴(yán)格的試驗(yàn)，室溫應(yīng)為6.2應(yīng)避免環(huán)境對試驗(yàn)結(jié)果造成不利影響的沖擊和振動(dòng)等干擾。47.2圓環(huán)按試驗(yàn)機(jī)加載方向放置在圓柱壓頭中心位置，圓環(huán)和壓頭表面a)任選一個(gè)圓環(huán)作為預(yù)試驗(yàn)試樣，確定可采用200MPa400MPa預(yù)估，當(dāng)d)按圖3作初始加載段ab的線性段的平移線ce，F(xiàn)fFFbdaFaeO'OhO'O7.5按圖3對圓環(huán)進(jìn)行加載-卸載-加載試驗(yàn)。首先以位移控制加載至位移hu，加載速率7.6記錄整個(gè)試驗(yàn)過程中的力F和位移h。58.1.1對于每次試驗(yàn)，均應(yīng)單獨(dú)確定零點(diǎn)。在力-位移曲線線性位移范圍內(nèi)，應(yīng)采集足夠多的數(shù)8.1.2按圖4采用線性方程擬合力-位移曲線的Fh0h08.1.3通過上述外推方法確定零點(diǎn)時(shí)，力-位移曲線在位移坐標(biāo)軸上的截距即為8.1.4將力-位移試驗(yàn)曲線沿位移坐標(biāo)軸平移h0，使力-位移曲線的起始點(diǎn)回到坐標(biāo)原點(diǎn)，得到8.2.1測定應(yīng)力-應(yīng)變曲線的原理8.2.2由公式（2）擬合經(jīng)零點(diǎn)修正后的力-位移曲線卸載階F=q1hq2…………（2）E*=2×105MPa。8.2.4采集的載荷、位移數(shù)據(jù)按公式（A.2）擬合，當(dāng)E＜1E>100GPa時(shí)，加載段位移擬合范圍取為0.05D～0.15D。6在得到應(yīng)力應(yīng)變曲線后，可按GB/T228.1確定材料的規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度Rp0.2。Rm按公式（5）計(jì)算：計(jì)算獲得，進(jìn)而得到應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)(σji,εjii=1,2,…,N；j=1,2,…,w）。8.5.2按公式（6）計(jì)算同一應(yīng)變?chǔ)舑下應(yīng)力σji的平均值σjmean，則試驗(yàn)材料的平均應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線由數(shù)據(jù)點(diǎn)(εj,σjmeanj=1,2,…,w）構(gòu)成。8.5.3按公式（7）計(jì)算單個(gè)試樣的應(yīng)力應(yīng)變測量曲線與平均應(yīng)力應(yīng)變曲線之間的優(yōu)度ri。8.5.4當(dāng)所有試樣的優(yōu)度ri均不小于0.95時(shí)，則試驗(yàn)結(jié)果有效。加試樣獲得一條新增的應(yīng)力應(yīng)變曲線，使得結(jié)果滿足7應(yīng)變曲線與單軸拉伸結(jié)果之間存在如圖6所示較大r<0.95r>0.95單次應(yīng)力應(yīng)變平均應(yīng)力應(yīng)變應(yīng)變r(jià)<0.95r>0.95r<0.95單次應(yīng)力應(yīng)變平均應(yīng)力應(yīng)變應(yīng)變8A.1對圓環(huán)進(jìn)行壓縮加載，得到圖A.1所示的力-位移曲線，且滿足公式（A.1）和公式（A.2F=SLh………（A.1）F=Chm………（A.2）FhA.2對于任意受載構(gòu)元有效變形域內(nèi)的總形變能可表示Mises等效原理等效為簡單應(yīng)力狀態(tài)下變形能密度。假設(shè)圓環(huán)材料滿足均質(zhì)、各向同性和冪律應(yīng)變硬化，其應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系可用Hollomon模型描述見公式（A.3K=Enσ-n。A.3對于受外載壓縮圓環(huán)試樣，有效變形域內(nèi)的形變能）：A.4在彈性變形階段，假定有效變形域體積和等效應(yīng)變滿足公式（A.5A.5將公式（A.5）代入公式（A.4）可得公式（A）：9）：A.8對比公式（A.8）兩端位移項(xiàng)，可知函數(shù)f(h)的量綱為h2。為避免初始加載非線性影響，可）：A.9在彈塑性變形階段，假定有效變形域體積和等效應(yīng)變分別滿足公式（A.）：α1——無量綱有效體積系數(shù)；α3——無量綱有效體積指數(shù)；A.10將公式（A.10）代入公式（