【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属材料高温塑性加工工程领域，尤其涉及一种热拉伸试样的均匀变形区确定方法。
技术介绍
1、金属材料高温力学性能的获取是进行金属材料热加工工艺及计算机辅助设计制造的必要基础。然而，金属的性能与温度、变形速度密切相关，在实际热加工过程中很难获取。
2、目前，可以通过高温拉伸测试，获得在高温条件下流动应力随应变的变化关系。其中，gleeble热模拟试验机可以用于测定金属材料在动态变温条件下的力学性能，其是通过自阻加热，以及焊接在试样上的热电偶丝实现温度的控制，并且通过夹具加持对试样施加变形。
3、在gleeble热拉伸试验中希望获得可以接受的均匀变形分布，从而获取准确的材料应力应变曲线。然而，对于gleeble热模拟试验机的热拉伸试样，目前尚未有获取均匀变形区的统一方法。这是因为：一方面，焦耳热效应使试样沿拉伸方向呈现明显的温度梯度，即中间温度高，两侧温度低；另一方面，试样的温度分布受到试样设计，夹具安装方式的影响，试样的不同位置处温度不同，从而表现出的力学性能也不相同。
4、基于此，期望提供一种gleeble热拉伸试样的均匀变形区确定方法，从而获取准确的材料应力应变曲线，以为金属材料热加工工艺和模具优化设计提供准确依据。
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一在于提供一种gleeble热拉伸试样的均匀变形区确定方法，采用该方法可以克服gleeble热拉伸试样温度分布不均匀和变形分布不均匀的特点，从而确定金属材料高温下的均匀变形区域。p>
2、为了实现上述目的，本专利技术提出了一种gleeble热拉伸试样的均匀变形区确定方法，其包括步骤：
3、获取金属试样在热拉伸过程中，金属试样出现颈缩前，当gleeble拉伸载荷达到最大时，金属试样沿拉伸方向的拉伸应变值；
4、将金属试样沿拉伸方向的位置坐标作为横坐标，将各位置坐标对应的拉伸应变值作为纵坐标，绘制金属试样的拉伸应变分布曲线；
5、基于所述拉伸应变分布曲线确定拉伸应变分布曲线与横轴包围的初始面积；
6、将所述拉伸应变分布曲线上的各点的拉伸应变值作为权重，计算各点的位置坐标的加权算术平均数，并将所述加权算术平均数表征的位置作为均匀变形区的中点；
7、基于所述初始面积和应变分布集中系数，确定均匀变形区的面积；
8、基于所述均匀变形区的面积以及所述中点，确定均匀变形区的起始点和终点，以确定均匀变形区，其中所述起始点和终点相对于所述中点对称。
9、进一步地，在本专利技术所述的gleeble热拉伸试样的均匀变形区确定方法中，获取金属试样在热拉伸过程中，金属试样出现颈缩前，当gleeble拉伸载荷达到最大时，金属试样沿拉伸方向的拉伸应变值具体包括：
10、在采用gleeble热模拟机对金属试样进行热拉伸时，采集热拉伸过程中金属试样表面的数字图像序列；
11、采用数字图像相关法(digital image correlation，简称“dic”)对所述数字图像序列中的数字图像进行处理，得到金属试样在热拉伸过程中的应变场；
12、基于所述应变场，获取在金属试样出现颈缩之前，当gleeble拉伸载荷达到最大时，金属试样沿拉伸方向的拉伸应变值。
13、进一步地，在本专利技术所述的gleeble热拉伸试样的均匀变形区确定方法中，所述金属试样沿拉伸方向的拉伸应变值为：在金属试样的宽度方向的中轴线上，金属试样沿拉伸方向的拉伸应变值。
14、由于金属试样和gleeble夹具是对称的，因此拉伸方向与金属试样的宽度方向的中轴线是平行的，因而gleeble中应变沿着拉伸方向分布不均匀，垂直于拉伸方向应变差别较小，因此优选地提取沿着金属试样宽度方向的中轴线上的拉伸应变分布。
15、进一步地，在本专利技术所述的gleeble热拉伸试样的均匀变形区确定方法中，还包括步骤：在采用gleeble热模拟机对金属试样进行热拉伸时，采集热拉伸过程中金属试样表面的数字图像序列之前，在金属试样表面喷涂散斑。
16、在金属试样表面喷涂散斑，有利于数字图像序列的采集。由于金属试样会被加热，因此散斑是耐高温散斑。
17、进一步地，在本专利技术所述的gleeble热拉伸试样的均匀变形区确定方法中，采集热拉伸过程中金属试样表面的数字图像序列具体包括：
18、以10～10000hz的采集频率采集热拉伸过程中金属试样表面的数字图像序列。
19、进一步地，在本专利技术所述的gleeble热拉伸试样的均匀变形区确定方法中，所述应变分布集中系数的取值范围为70-80％。
20、本专利技术的另一目的在于提供一种gleeble热拉伸试样的均匀变形区确定系统，采用该系统可以克服gleeble热拉伸试样温度分布不均匀和变形分布不均匀的特点，从而确定金属材料高温下的均匀变形区域。
21、为了实现上述目的，本专利技术提出了一种gleeble热拉伸试样的均匀变形区确定系统，其包括：
22、数据采集模块，其获取金属试样在热拉伸过程中，金属试样出现颈缩前，当gleeble拉伸载荷达到最大时，金属试样沿拉伸方向的拉伸应变值；
23、处理模块，其执行下述步骤：
24、将金属试样沿拉伸方向的位置坐标作为横坐标，将各位置坐标对应的拉伸应变值作为纵坐标，绘制金属试样的拉伸应变分布曲线；
25、基于所述拉伸应变分布曲线确定拉伸应变分布曲线与横轴包围的初始面积；
26、将所述拉伸应变分布曲线上的各点的拉伸应变值作为权重，计算各点的位置坐标的加权算术平均数，并将所述加权算术平均数表征的位置作为均匀变形区的中点；
27、基于所述初始面积和应变分布集中系数，确定均匀变形区的面积；
28、基于所述均匀变形区的面积以及所述中点，确定均匀变形区的起始点和终点，以确定均匀变形区，其中所述起始点和终点相对于所述中点对称。
29、进一步地，在本专利技术所述的gleeble热拉伸试样的均匀变形区确定系统中，获取金属试样在热拉伸过程中，金属试样出现颈缩前，当gleeble拉伸载荷达到最大时，金属试样沿拉伸方向的拉伸应变值具体包括：
30、在采用gleeble热模拟机对金属试样进行热拉伸时，采集热拉伸过程中金属试样表面的数字图像序列；
31、采用数字图像相关法对所述数字图像序列中的数字图像进行处理，得到金属试样在热拉伸过程中的应变场；
32、基于所述应变场，获取在金属试样出现颈缩之前，当gleeble拉伸载荷达到最大时，金属试样沿拉伸方向的拉伸应变值。
33、进一步地，在本专利技术所述的gleeble热拉伸试样的均匀变形区确定系统中，所述金属试样表面喷涂有散斑。
34、进一步地，在本专利技术所述的gleeble热拉伸试样的均匀变形区确定系统中，所述应变分布集中系数的取值范围为70-80％。
35、本本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种Gleeble热拉伸试样的均匀变形区确定方法，其特征在于，包括步骤：
2.如权利要求1所述的Gleeble热拉伸试样的均匀变形区确定方法，其特征在于，获取金属试样在热拉伸过程中，金属试样出现颈缩前，当Gleeble拉伸载荷达到最大时，金属试样沿拉伸方向的拉伸应变值具体包括：
3.如权利要求2所述的Gleeble热拉伸试样的均匀变形区确定方法，其特征在于，所述金属试样沿拉伸方向的拉伸应变值为：在金属试样的宽度方向的中轴线上，金属试样沿拉伸方向的拉伸应变值。
4.如权利要求2所述的Gleeble热拉伸试样的均匀变形区确定方法，其特征在于，还包括步骤：在采用Gleeble热模拟机对金属试样进行热拉伸时，采集热拉伸过程中金属试样表面的数字图像序列之前，在金属试样表面喷涂散斑。
5.如权利要求2所述的Gleeble热拉伸试样的均匀变形区确定方法，其特征在于，采集热拉伸过程中金属试样表面的数字图像序列具体包括：
6.如权利要求1所述的Gleeble热拉伸试样的均匀变形区确定方法，其特征在于，所述应变分布集中系数的取值范围为7
7.一种Gleeble热拉伸试样的均匀变形区确定系统，其特征在于，包括：
8.如权利要求7所述的Gleeble热拉伸试样的均匀变形区确定系统，其特征在于，获取金属试样在热拉伸过程中，金属试样出现颈缩前，当Gleeble拉伸载荷达到最大时，金属试样沿拉伸方向的拉伸应变值具体包括：
9.如权利要求7所述的Gleeble热拉伸试样的均匀变形区确定系统，其特征在于，所述金属试样表面喷涂有散斑。
10.如权利要求7所述的Gleeble热拉伸试样的均匀变形区确定系统，其特征在于，所述应变分布集中系数的取值范围为70-80％。
...【技术特征摘要】
1.一种gleeble热拉伸试样的均匀变形区确定方法，其特征在于，包括步骤：
2.如权利要求1所述的gleeble热拉伸试样的均匀变形区确定方法，其特征在于，获取金属试样在热拉伸过程中，金属试样出现颈缩前，当gleeble拉伸载荷达到最大时，金属试样沿拉伸方向的拉伸应变值具体包括：
3.如权利要求2所述的gleeble热拉伸试样的均匀变形区确定方法，其特征在于，所述金属试样沿拉伸方向的拉伸应变值为：在金属试样的宽度方向的中轴线上，金属试样沿拉伸方向的拉伸应变值。
4.如权利要求2所述的gleeble热拉伸试样的均匀变形区确定方法，其特征在于，还包括步骤：在采用gleeble热模拟机对金属试样进行热拉伸时，采集热拉伸过程中金属试样表面的数字图像序列之前，在金属试样表面喷涂散斑。
5.如权利要求2所述的gleeble热拉伸试样的均匀变...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐伟力，罗爱辉，王晨磊，吴彦骏，陈仙风，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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