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申请/专利权人：东南大学

摘要：本发明涉及一种反复加卸载圆柱形压头压入的加工硬化行为判定方法，包括：反复加卸载圆柱形压头对被测试材料进行浅压入测试，获得载荷‑位移曲线的加载段；分别用幂函数模型、双线性模型描述被测试材料的加工硬化行为，计算获得幂强化对应的被测试材料的应变比例极限和加工硬化指数以及双线性强化对应的被测试材料的应变比例极限和强化系数；与浅压入测试相同的位置处进行深压入测试，获得相应的载荷‑位移曲线的加载段；分别获得幂强化和双线性对应的压入载荷预测误差，判定预测误差中较小的即为被测材料实际的加工硬化行为。本发明能在压入测试中主动判定材料实际加工硬化行为，避免错误选择本构方程导致反演误差，对材料和场合具有普适性。

主权项：1.一种反复加卸载圆柱形压头压入的加工硬化行为判定方法，其特征在于，包括：S1、反复加卸载圆柱形压头对被测试材料进行浅压入测试，用P＝Chm描述压入载荷-压入位移曲线的加载段，其中，C和m分别拟合系数和拟合指数，P、h分别为压入载荷和压入位移；S2、用幂函数模型描述被测试材料的加工硬化行为，ε0、n分别为幂强化对应的被测试材料的应变比例极限和加工硬化指数，E0为被测试材料的初始杨氏模量；通过下式确定幂强化对应的被测试材料的应变比例极限ε0和加工硬化指数n： 式中，和分别为浅压入测试第N个压入循环的总外力功、被测试材料的有效杨氏模量、最大压入深度和塑性区体积；ξ和ψ分别为拟合系数函数和拟合指数函数；N为最大循环次数；计算浅压入循环的等效应力-等效应变数据点，并利用所述幂函数模型拟合，通过迭代计算获得加工硬化指数n的最优值及对应的应变比例极限ε0最优值；S3、用双线性模型描述被测试材料的加工硬化行为，ε0、Ep分别为双线性强化对应的被测试材料的应变比例极限和强化系数，E0为被测试材料的初始杨氏模量；通过下式确定双线性强化对应的被测试材料的应变比例极限ε0和强化系数Ep： 式中，α和β分别为拟合系数函数和拟合指数函数；计算浅压入循环的等效应力-等效应变数据点，并利用所述双线性模型拟合，通过迭代计算获得强化系数Ep的最优值及对应的应变比例极限ε0最优值；S4、单调加载圆柱形压头对同一被测试材料在与浅压入测试相同的位置处进行深压入测试，并用P＝Chm描述深压入测试的压入载荷-压入位移曲线的加载段，所述深压入测试的压入深度大于所述浅压入测试的最大压入深度；将幂强化对应的被测试材料的应变比例极限ε0及加工硬化指数n最优值带入下面两式，确定拟合系数C和拟合指数m，从而获得深压入测试的第一组压入载荷-压入位移曲线；C＝i00+i01n+i02n2+i10+i11n+i12n2ε0m＝j0+j1ε0+j2n+j3ε0n其中，i00,i01,i02,i10,i11,i12，j0,j1,j2,j3均为标定系数；将双线性强化对应的被测试材料的应变比例极限ε0及强化系数Ep最优值带入下面两式，确定拟合系数C和拟合指数m，从而获得深压入测试的第二组压入载荷-压入位移曲线； 其中，k0,k1,k2,k3、m0,m1,m2均为标定系数；S5、分别计算深压入测试的两组压入载荷-压入位移曲线的压入载荷预测误差，判定幂强化和双线性强化对应的压入载荷预测误差中较小的即为被测材料实际的加工硬化行为。

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