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试验设计优化方案

时间:2023-06-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:图10-2双缺口试件的加载历史如图9-4所示,通过3个单调拉伸材性试验,获得材料的基本力学性能参数。所有试验均采用如图9-5所示的MTS加载装置在室温约30℃、以准静态速度下进行。加载历史如图10-2所示,预期和实际位移振幅如表10-1所示。设计了3.10%,3.45%,3.80%,4.15%和4.50%等5种不同的加载应变幅值。以试件DEN-3.10-2说明试件的命名方法,其中“3.10”表示最大等效应变点的等效应变振幅为3.10%,而“2”表示DEN-3.10系列的第2个试件。

试验设计优化方案

如图9-3所示,对15个双缺口试件进行循环定幅加载试验,加载至试件断裂。考虑到试件在大的压缩荷载下可能会发生失稳,设计了小长细比试件,避免试件过早发生弹塑性失稳。双缺口试件中心部分的横截面均匀,长度为5 mm,使应变分布尽可能均匀,但由于失稳问题,仍长度有限,无法达到应变均匀分布的目的。试件中心横截面宽度为20 mm,端部宽度为40 mm。

图10-2 双缺口试件的加载历史(www.xing528.com)

如图9-4所示,通过3个单调拉伸材性试验,获得材料的基本力学性能参数。所有试件均由同一块13.5 mm厚挤压成型的6061-T6铝合金板加工而成。从3个材性试验中获得的平均机械性能和材料的化学成分与表9-1中列出的相同。材料平均屈服强度为257 MPa,抗拉强度为300 MPa,即材料屈强比为0.86。铝合金材性试件测试的引伸计标距为50 mm,平均伸长率为12%,约为低碳钢的一半。双缺口试件的试验加载装置如图9-5所示,每个试件的底端固定,顶端的纵向可移动。所有试验均采用如图9-5所示的MTS加载装置在室温约30℃、以准静态速度下进行。所有的双缺口试件的加载制度为循环定幅加载,试验都由一个标距为50 mm的MTS引伸计的位移数据自动控制,如图9-5所示。加载历史如图10-2所示,预期和实际位移振幅如表10-1所示。试验由加载系统自动控制,发现预期位移与实际位移的最大偏差在3.5%以内。设计了3.10%,3.45%,3.80%,4.15%和4.50%等5种不同的加载应变幅值。作者使用先前提出的CVGM进行了初步有限元分析,确定了以上应变幅值的具体值。正应变和负应变分别对应于拉伸和压缩下试件的最大等效应变。初步分析的主要目标是确保试件在几圈至几十圈加载循环内发生破坏。对于每个应变幅度,测试3个试件,以考察由于可能的几何、机械缺陷和其他因素造成的偏差。以试件DEN-3.10-2说明试件的命名方法,其中“3.10”表示最大等效应变点的等效应变振幅为3.10%,而“2”表示DEN-3.10系列的第2个试件。

表10-1 不同试件的预期和实际加载位移幅值 (单位:mm)

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