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龍圖騰網(wǎng)獲悉浙江工業(yè)大學(xué)申請(qǐng)的專利一種無(wú)需參考試樣檢測(cè)任意殘余應(yīng)力的儀器化球壓入方法獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN115855342B 。

龍圖騰網(wǎng)通過(guò)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-04-01發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202211649419.0，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G01L5/00；該發(fā)明授權(quán)一種無(wú)需參考試樣檢測(cè)任意殘余應(yīng)力的儀器化球壓入方法是由彭光健;張亮;李賽飛設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2022-12-21向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本一種無(wú)需參考試樣檢測(cè)任意殘余應(yīng)力的儀器化球壓入方法在說(shuō)明書摘要公布了：一種無(wú)需參考試樣檢測(cè)任意殘余應(yīng)力的儀器化球壓入方法，包括以下步驟：1建立球形壓入試樣的三維有限元模型，建立分析參量與殘余應(yīng)力分量σR,τR之間的關(guān)系式；2通過(guò)數(shù)值模擬建立無(wú)殘余應(yīng)力下歸一化卸載功與材料參數(shù)之間的關(guān)系；3采用球形壓頭對(duì)含任意殘余應(yīng)力試樣進(jìn)行壓入試驗(yàn)，計(jì)算歸一化卸載功相對(duì)變化量M；4采用光學(xué)顯微鏡測(cè)量含殘余應(yīng)力試樣表面的橢圓形壓痕的長(zhǎng)軸與短軸，計(jì)算殘余壓痕的橢圓率η；5將通過(guò)儀器化壓入試驗(yàn)獲得的參量M和lnη代入式3和式4，計(jì)算被測(cè)材料的殘余應(yīng)力分量σR,τR。本發(fā)明不需要對(duì)參考試樣進(jìn)行壓入試驗(yàn)，提高了效率與工程適用性。同時(shí)，只需一次壓入便可得到任意殘余應(yīng)力的兩個(gè)主應(yīng)力的大小。

本發(fā)明授權(quán)一種無(wú)需參考試樣檢測(cè)任意殘余應(yīng)力的儀器化球壓入方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種無(wú)需參考試樣檢測(cè)任意殘余應(yīng)力的儀器化球壓入方法，其特征在于，包括以下步驟：1建立球形壓入試樣的三維有限元模型，固定相對(duì)壓入深度為hR＝0.01，R為球形壓頭半徑，h為壓入深度，獲得載荷深度F-h曲線；選取歸一化卸載功的相對(duì)變化量M和殘余壓痕橢圓率的對(duì)數(shù)lnη作為分析參量，借助量綱分析和數(shù)值模擬，建立分析參量與殘余應(yīng)力分量σR,之間的關(guān)系式；其中，M的計(jì)算公式如下：M＝WuEh3-Wu0Eh3Wu0Eh31上式中，Wu0Eh3為無(wú)殘余應(yīng)力下歸一化卸載功，WuEh3為含殘余應(yīng)力下歸一化卸載功；此外，η由dⅠ-dⅡdⅠ+dⅡ計(jì)算得到，dⅠ為橢圓形壓痕的長(zhǎng)軸直徑，dⅡ?yàn)闄E圓形壓痕的短軸直徑；分析參量與殘余應(yīng)力分量σR,之間的關(guān)系式如下： 上式中，σy為屈服強(qiáng)度，εy為屈服應(yīng)變，n為硬化指數(shù)；2通過(guò)數(shù)值模擬建立無(wú)殘余應(yīng)力下歸一化卸載功與材料參數(shù)之間的關(guān)系，即 將已知材料力學(xué)參數(shù)代入式4，得到無(wú)殘余應(yīng)力下歸一化卸載功Wu0Eh3；3采用球形壓頭對(duì)含任意殘余應(yīng)力試樣進(jìn)行壓入試驗(yàn)，將球形壓頭壓入到相對(duì)壓入深度hR＝0.01，得到含殘余應(yīng)力試樣的歸一化卸載功WuEh3，計(jì)算歸一化卸載功相對(duì)變化量M；4采用光學(xué)顯微鏡測(cè)量含殘余應(yīng)力試樣表面的橢圓形壓痕的長(zhǎng)軸與短軸，計(jì)算殘余壓痕的橢圓率η；5將通過(guò)儀器化壓入試驗(yàn)獲得的參量M和lnη代入式2和式3，計(jì)算被測(cè)材料的殘余應(yīng)力分量σR和。

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