用于延性材料力学性能测定的圆柱平面-小冲杆试验新方法与应用

来源：机械工程学报杂志2024年第4期北京时间：

作者：周甜, 蔡力勋, 韩光照

单位：西南交通大学应用力学与结构安全四川省重点实验室 成都 610031

摘要：针对均匀、各向同性、幂律硬化的金属材料圆片试样,以圆柱平面小冲杆对试样圆面中心法向施加压载荷,提出基于能量密度等效的、用于描述试样几何尺寸、材料本构关系参数、载荷和位移之间关系的圆柱平面-小冲杆试验(Flat small punch test,F-SPT)弹塑性模型,并提出获取材料应力-应变曲线和力学性能指标的F-SPT新方法。通过有限元分析对不同弹性模量、屈服强度和硬化指数组合的48种预设材料进行新方法的数值验证,以及对10种金属材料完成F-SPT,结果表明,由新方法获得的应力-应变曲线与有限元分析预设曲线和传统单轴拉伸试验结果吻合良好,此外,由新试验方法获得的弹性模量、屈服强度和抗拉强度与单轴拉伸试验结果误差大部分低于7%。

关键词：小冲杆试验,能量密度等效,幂律硬化材料,应力-应变关系,力学性能；

基金资助：国家自然科学基金资助项目(11872320)