照片的拍攝 時刻為所述裂紋萌生的時刻。
[0054] 在本實施例中，所述同高速攝相機（3)，具體用于：在開始對所述試樣進行高應變 速率的動態拉伸直至所述試樣斷裂的過程中，通過高速攝相機拍攝所述試樣。
[0055] 示波器（7)，具體用于并記錄每一張照片拍攝時所述試樣的應力應變數據。
[0056] 本發明實施例提供的高速沖裁裂紋萌生臨界損傷閥值的獲取裝置，通過拉桿試驗 獲得材料高應變速率條件下本構方程的同時，借助高速攝相機獲得材料韌性損傷的臨界 值，從而更精確地模擬高速沖裁過程并預測沖裁斷面質量，再通過高速沖裁試驗優化調整 了韌性損傷閥值的準確性，該方法及裝置適用于拉伸型韌性損傷、剪切型韌性損傷等損傷 檢測過程，并能在高速沖裁這種即有拉伸變形又有剪切分離，并且金屬材料的局部溫度急 劇變化的情況下，準確得到臨界損傷閥值，從而提高高速沖裁時的成品質量，降低廢品率。
[0057] 本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，各個實施例之間相同相似的部 分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對于設備實 施例而言，由于其基本相似于方法實施例，所以描述得比較簡單，相關之處參見方法實施例 的部分說明即可。
[0058] 本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以 通過計算機程序來指令相關的硬件來完成，所述的程序可存儲于一計算機可讀取存儲介質 中，該程序在執行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的存儲介質可為磁 碟、光盤、只讀存儲記憶體（Read-OnlyMemory，ROM)或隨機存儲記憶體（RandomAccess Memory，RAM)等。
[0059] 以上所述，僅為本發明的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何 熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應 涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1. 一種高速沖裁裂紋萌生臨界損傷閥值的獲取方法，其特征在于，包括： 對試樣進行高應變速率的動態拉伸，并同步拍攝所述試樣在拉伸不同時刻的變形情 況，所述變形情況包括：變形、頸縮和斷裂形貌中的至少一種，其中，頸縮時刻對應的臨界應 變值為所述裂紋萌生時的應變值； 根據拍攝的變形情況，確定裂紋萌生的時刻，并根據所述韌性損傷裂紋萌生的時刻和 應力應變數據，得到所述裂紋萌生時的應變值，所述應力應變數據包括：所述試樣在高應變 速率的動態拉伸下的應力應變曲線、動態屈服強度和屈服應變； 根據所述應力應變數據和所述試樣在準靜態單向拉伸下的屈服應力，獲取所述試樣在 高應變速率的動態拉伸下的動態力學本構方程； 根據所述裂紋萌生時的應變值、所述動態力學本構方程和光亮帶高度值，得到所述臨 界損傷閥值；其中，所述光亮帶高度值是在高速沖裁中，通過測量所述試樣高速沖裁斷面得 到的，且所述動態力學本構方程在沖裁有限元模擬模型中采用所述裂紋萌生時的應變值得 到的模擬值與所述光亮帶高度值之差在指定范圍內。2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述裂紋萌生的時刻包括： 若所述試樣的局部直徑與最初的尺寸相比減小，且形狀凹陷并有裂痕，此時即視為頸 縮現象，則在所拍攝的照片中，第一張顯示了上述圖像的照片的拍攝時刻為所述裂紋萌生 的時刻。3. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述同步拍攝所述試樣在拉伸不同時刻 的變形情況，包括： 在開始對所述試樣進行高應變速率的動態拉伸直至所述試樣斷裂的過程中，通過高速 攝相機拍攝所述試樣，并記錄每一張照片拍攝時所述試樣的應力應變數據。4. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述動態力學本構方程為：其中，σ表示流動應力，ε表示等效塑性應 變，表示參考應變速率，且彳表示應變速率，T表示試驗溫度，?；表示室 溫，!表示所述試樣的材料熔點溫度，A表示所述試樣在準靜態拉伸過程中的屈服應力σ。， m、Β和C分別表不材料常數。5. 根據權利要求1-4中任意一項所述的方法，其特征在于，所述準靜態單向拉伸的應 變速率為〇. 001/s ; 所述模擬值等于所述光亮帶高度值。6. -種高速沖裁裂紋萌生臨界損傷閥值的獲取裝置，其特征在于，包括：透射桿（1)、 應變片（2)、高速攝相機（3)、入射桿（4)、彈丸（5)、靶板（6)、示波器（7)、補強光源（8)、分 析模塊（9);其中，透射桿（1)和入射桿（4)分別用于固定試樣的兩端；2個應變片（2)與示 波器（7)相連，并分別設置在透射桿（1)和入射桿（4)上；彈丸（5)安裝在入射桿（4)上， 用于提供入射桿（4)相對于透射桿（1)的位移速度； 透射桿（1)和入射桿（4)，用于對試樣進行高應變速率的動態拉伸； 高速攝相機（3)，用于同步拍攝所述試樣在拉伸不同時刻的變形情況，所述變形情況包 括：變形、頸縮和斷裂形貌中的至少一種，其中，頸縮時刻對應的臨界應變值為所述裂紋萌 生時的應變值； 示波器（7)，用于獲取應力應變數據，所述應力應變數據包括：所述試樣在高應變速率 的動態拉伸下的應力應變曲線、動態屈服強度和屈服應變； 分析模塊（9)，用于根據高速攝相機（3)拍攝的變形情況，確定裂紋萌生的時刻，并根 據所述韌性損傷裂紋萌生的時刻和所述應力應變數據，得到所述裂紋萌生時的應變值；并 根據所述應力應變數據和所述試樣在準靜態單向拉伸下的屈服應力，獲取所述試樣在高應 變速率的動態拉伸下的動態力學本構方程；再根據所述裂紋萌生時的應變值、所述動態力 學本構方程和光亮帶高度值，得到所述臨界損傷閥值；其中，所述光亮帶高度值是在高速沖 裁中，通過測量所述試樣高速沖裁斷面得到的，且所述動態力學本構方程在沖裁有限元模 擬模型中采用所述裂紋萌生時的應變值得到的模擬值與所述光亮帶高度值之差在指定范 圍內。7. 根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述裂紋萌生的時刻包括： 若所述試樣的局部直徑與最初的尺寸相比減小，且形狀凹陷并有裂痕，此時即視為頸 縮現象，則在高速攝相機（3)所拍攝的照片中，第一張顯示了上述圖像的照片的拍攝時刻 為所述裂紋萌生的時刻。8. 根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述同高速攝相機（3)，具體用于：在開始 對所述試樣進行高應變速率的動態拉伸直至所述試樣斷裂的過程中，通過高速攝相機拍攝 所述試樣； 示波器（7)，具體用于并記錄每一張照片拍攝時所述試樣的應力應變數據。9. 根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述動態力學本構方程為：其中，σ表示流動應力，ε表示等效塑性應 > 變，4表示參考應變速率，且4=0. 001/s)，纟表示應變速率，Τ表示試驗溫度，?；表示室 溫，!表示所述試樣的材料熔點溫度，A表示所述試樣在準靜態拉伸過程中的屈服應力σ。， m、Β和C分別表不材料常數。10. 根據權利要求6-9中任意一項所述的裝置，其特征在于，所述準靜態單向拉伸的應 變速率為〇. 001/s ; 所述模擬值等于所述光亮帶高度值。
【專利摘要】本發明實施例公開了一種高速沖裁裂紋萌生臨界損傷閥值的獲取方法及裝置，涉及材料測試及工程應用技術領域，能夠解決由于被加工金屬材料的局部溫度出現波動，而導致的裂紋的出現時機測量不準確的問題。本發明的方法包括：根據裂紋萌生時的應變值、動態力學本構方程，對高速沖裁進行模擬得到高速沖裁過程中材料的粗略損傷閥值，再結合高速沖裁斷面中的光亮帶高度值對粗略損傷閥值進行優化，最終得到高速沖裁過程中裂紋萌生時材料韌性臨界損傷閥值。
【IPC分類】G01N3/08
【公開號】CN105334105
【申請號】CN201510406769
【發明人】胡道春
【申請人】南京航空航天大學
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年7月10日