材料硬化指數(shù)n的確定方法

1、| 維普資訊 h ttp:/Vol. 1 7 No. 4iJeccmtier機 械 強 度JOLKRNAL OF MECHANICAL STRLN(；TH| 維普資訊 h ttp:/| 維普資訊 h ttp:/材料硬化指數(shù)崔的確定方法孫學違“令永卓氣b吉松王髓萍d香軍上學工耘另孚系，北京.100084)摘要 利用簡單甩忡實驗所得的應力應變曲線確定材料的砸化參數(shù)是一亍宵首重要意義的問題 本文就幾種常用的應力應變關系提岀了擬合方掛并編制了相應的計算程序可以應用于丁程實際.同 時對鬱響擬合硬化躊數(shù)的一些內(nèi)素進行了初步的分折.關樓詞啓您指遡棗力應蠻天系姒負A METllOD OF DETERN?InT

2、nG STRASun Xuewei Lin Yongzuo Sun Jlsong Wang Huipingi Defaritnnt n/ EngifniTg 0$住fig心、rtrtghua (*urrstty 1 00034 1AbsUad h is importnt tn do research on determining strain-hirdi-ning -xpnnnts of HibizerLdls by usLn stress-ttrain rurve * which in obtained by simple rensinn test. In the preaeni paper

3、 r we prrjpost a iic met hod for thr 亡亡 kinds of frequnrly used itreEt-strain relations provide relarivt compLitfitinna program me * atid analyse the7ARDENING EXPONENTS| 維普資訊 h ttp:/iactors which affect sTrain-hardemng expnnenrRKey words 5-rrainhardcning txpanent,stress-strain relation dfit1常用的幾種材料硬

4、化關系1 1純需哽化關系e/ec = 151025收到初稱*1駒*11爲收到修改稿.+抹學怡，舅，】942年】月生漢族工程力學系箍別主任，副敦攪力學與實匪斤副主編.朮京料氣f(a/cFJj-式中E上應變*應力屈服應力屈服應變2硬化指數(shù)硬化系數(shù) k 2 Ramberg一Osgood 關系口魚=祝6K3 修正的R 0 系即S昭羅學富關喬e/e0 =(7/ + L2 m %)上述所列為現(xiàn)今二種常用材料的硬化關系它們都是對實際材料應力-應變關系的-種模擬 與簡單拉忡實驗所荻得的應力應變曲線比較R-o關系較好地描述了應力應變關系既緒出了弾 性段2V%)的線性關系又模別出弾性區(qū)外的曲線關系*在工猩上被廣眨

5、應用其缺陷是 在處關系式不連絨.為此、羅學富作出了 13)式所示的修正樓正后的R-O關系副Lm關系 為連續(xù)函數(shù)。純無磴化關系以菲函數(shù)來模擬整條應力應變曲線在彈性區(qū)與實際應力應變關系相 差較大但因其表示式簡單，便于應用*適用于某些塑性變形問題。2擬合方法 化 法1比下僅對純幕關系說明擬合方袪，對另二種硬化關系由于原理相似不再重境U從實驗所得到N的應力應變曲線上選取再組數(shù)據(jù)*令卩=；|9)-下C4)式中2擬合所得曲線上對應于應力7的應變值 r 1|維普賢訊 rmp:/|28E實驗曲線上對應于應力的的應變值根據(jù)曲線擬合的最小二乘原理+當F取最小值時得到最佳擬合曲線由式處）可得；T alt由式（7）可

6、得：aUl = Z對于純幕關系:(6|維普賢訊 rmp:/|令占=一出當朮=0時，所對應的斤為待求參數(shù)口對一般材料肝耽值范圍在150之間,50 可視為理想塑性材料u因此我f門編制了程序，對不同的冷值進行試算，當顯=化時心變號，再在心一 1與叫之間加密步長進行搜索計算.便可獲得足夠精度的值對于理想番硬化材料相應的程序名為POWER. FOR；對于RambergOsgood關系和Luo 關系，程序名為RO. FOR*其中有個控制參數(shù),可控制按RO關系或按Luo關系進行計算。2. 2方迭2在ASTM E64678標準垃驗方法中，氐純幕哽化關系e =敢”近似表示材料的特拄定義真實 應力與真實塑性應變關

7、系的指數(shù)訊為硬化指數(shù)對以上關系兩邊取對數(shù)后即為直線關系，求其斜率 便可得到幷值4“ =式中a硬化系數(shù)或稱強度系數(shù)、真應變 i? = ln(l+e)M 應力，? =5 1 -r e)占工程應變工程應力（或稱名義應力、對應力應變關系兩邊取對數(shù);log4?= logdf + ?jlogAl20MnVB純幕爻乘5 361L 2514. 93H. H5名良應力R-O關系5* 505. 34IE 91 IL 5017. 4712.8Cf20. 142C. 05純暮關系2. 63氐229. 157. 027t（按真應力R-0關靈2. 736. 5211,0015. 51Luo關系2. 295. 006. 3

8、315. 23表中擬合所取應變范圍/* 為0-100%.其中哥為名義斷 裂應變U哥式中q材料初始彈性模量%名義斷裂應力從右表叮見采用名義應力 或真應力所得擬合結果有較大差別為了反映材料的真實本構關系，采用真應力進行擬合較妥。4影晌擬合結果的一些因素除了采用名義應力或采用真應力將會影響擬合結果之外，還冇其他一些影響因素（下轉第53頁、第17卷第4期低碳鋼的大應變低周疲勞為此時靜態(tài)損傷以及三向應力程度的影響不大。4結論已 建議采用廣義循環(huán)應變幅度乂來描述低碳鋼的大應 變低周疲勞的斷裂行為.僉包括三個影響因素=塑性應變平均 幅度、靜態(tài)損傷以及缺口處三向應力程度“這種修正擴大了 Coffin-Mans

9、on 關系式在 7= 1-100 cycle 范圍的應用=b的比例取決于三向應力程度1tA-Jb4 IV HarycT R h Simon F- Low Cyciefavifue Behavior of I hiek HnghAirength Steel Plates for Prp-sRur Vcs&rL ASTM STP TW iS2iZ9a-3ia5樊口東200鋼高應變低周疲勞性能.華中理工大學碩士學位堆丈門9知6 OmeII G GiFatigue Crack Growth Laws far Brittle &nd Ductile Materiils Including the Eff

10、ects of Staticand El*號2ipl曠-tic Deformation Fatigii-e Engng MaterStruct. t984i 7|337 2507 Shimada H Furuya Y- Local Crack-tip Strain Concept Joi Fatigue Crack liiitiation and Propagation. Tt且Am Sue- Meeh. En- HfrSiJ Enffryc Mater Tech, t&87l t09 j tOl -1068 Bridgiruin P W- Studies in Lange Flow 古nd

11、Fracture. McGraw-HiJI N Y. 1952:9379 Li G C李國?。℡aiiff G Y-Conipiitrr Simulalicjn of the Dudile Fracture Behavior in Axisymmetjic Bars- In? Too J J M Corvpu wt Modlin of Fabrication Frxe百共呂 nd Constitutive Behavior of MetasCarmda * 198 r385 396上接第圏頁門）所取的擬合點數(shù)”對于38CrMoAl材料在同樣的條件下進行擬合漢改變參數(shù)擬合的 點數(shù)結果發(fā)現(xiàn)隨著N的

12、增大皿將穩(wěn)定在臬一個范國欲使擬合結果誤差在虧之內(nèi)，一股應取 JV20才行.2）應變范圍 當采用不同的應變范圍訝勺時隨著“艮從$0 %變化到100%時，硬化指數(shù)有 所增大。但對Luo關系而言對應變范圍比較敏感而對純年關系和RQ關系而言.擬合結果較 穩(wěn)定當擬合時應變范圍取為95%s結果比較可靠穩(wěn)定心）不同應力應變關系式的結果評價 就標淮差而言丄U。關系較好*純幕關系最差,Luo關系 在前一段（即應變值較小時）與實際曲線符合較好.而R-O關系在右一段更接近于實環(huán)情形。另外 對較脆的材料不宜采用純幕關系擬合.#* 3t lttI 黃國試雅與材料學合 Staodard Test Merhod for Tensde Strjin-hardenmgr Exponents iw-Xalue ） ot MetallLC Sheet Ma1eria.lbu ASTM E645-78J羅學京.町