一种冷弯钢材应力应变曲线获取方法及系统

本发明属于冷弯钢材性能分析领域，具体涉及一种冷弯钢材应力应变曲线获取方法及系统。背景技术：1、冷弯型钢在建筑工程中的应用十分广泛。钢材在冷弯加工之后，冷加工区角部的性能会发生变化，屈服强度与抗拉强度升高但延性降低，进而影响结构的力学性能，应力应变曲线是对冷弯钢材进行力学性能分析的重要手段，也是基于有限元分析的结构性能设计的关键。因此，获得冷弯钢材的应力应变曲线非常必要。2、目前，钢材冷弯的应力应变曲线一般通过冷弯区域材料的拉伸试验获得，通过该方法获得的应力应变曲线通常精度较高，但该方法也存在一些缺点，例如：由于冷弯结构角部的几何特性，冷弯钢材角部拉伸试样的加工比普通拉伸试样更为复杂；另外，在进行拉伸试验过程中，为了保证试验精度，需要考虑拉伸试验中的受力偏心、拉伸试样的面积测量等问题，导致试验过程困难且试验耗时较长；同时，对拉伸试验所用的拉力机和引伸计等设备的吨位和精度的要求较高。技术实现思路1、为了克服上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种冷弯钢材应力应变曲线获取方法，包括如下步骤：2、获取冷弯钢材角部的基础材料属性数据，根据所述基础材料属性数据构建第一参数计算模型，使用第一参数计算模型计算冷弯钢材角部发生应变的关键力学参数；其中，所述基础材料属性数据为冷弯钢材角部的屈服强度fyc或母材的屈服强度fyf和冷弯程度ri/t；3、根据关键力学参数构建第二参数计算模型，使用第二参数计算模型计算第一强化指数、第二强化指数及相关系数；4、构建冷弯钢材角部的应力应变模型，将所述第一强化指数、第二强化指数及相关系数输入应力应变模型，生成冷弯钢材角部的应力应变曲线。5、优选的，所述关键力学参数包括：冷弯钢材角部的抗拉强度fuc、冷弯钢材角部的极限应变εuc、冷弯钢材角部的0.05％名义应力f0.05c和冷弯钢材角部的弹性模量ec。6、优选的，当所述基础材料属性数据为冷弯钢材角部的屈服强度fyc时，所述第一参数计算模型具体如下：7、8、fuc/fyc＝1+(130fyc)1.4，9、10、式中，f0.05c为冷弯钢材角部的0.05％名义应力，fuc为冷弯钢材角部的抗拉强度，εuc为冷弯钢材角部的极限应变。11、优选的，当所述基础材料属性数据为母材的屈服强度fyf和冷弯程度ri/t时，所述第一参数计算模型具体如下：12、fuf/fyf＝1+(200fyf)1.75，13、14、15、16、式中，fuf为母材的抗拉强度，fyc为冷弯钢材角部的屈服强度，fuc为冷弯钢材角部的抗拉强度，ri为冷弯钢材角部的内角半径，t为冷弯钢材厚度。17、优选的，第二参数计算模型具体如下：18、19、m＝2.179·exp(fyc/fuc)-4.742，20、m＝exp(-0.781·(ri/t)ln(fuf/fyf))，21、22、式中，n为第一强化指数，m为第二强化指数，k为相关系数，fyc为冷弯钢材角部的屈服强度，fuc为冷弯钢材角部的抗拉强度，f0.05c为冷弯钢材角部的0.05％名义应力，ri/t为冷弯程度，fyf为母材的屈服强度，fuf为母材的抗拉强度，ec为冷弯钢材角部的弹性模量，εuc为冷弯钢材角部的极限应变。23、优选的，所述应力应变模型具体如下：24、25、26、式中，εp为冷弯钢材角部的塑性应变，fyc为冷弯钢材角部的屈服强度，ec为冷弯钢材角部的弹性模量，n为第一强化指数，m为第二强化指数，k为相关系数，ε为冷弯钢材角部的应变，σ为冷弯钢材角部的应力。27、本发明还提供了一种冷弯钢材角部应力应变曲线获取系统，包括：28、第一参数计算模型构建模块，用于获取冷弯钢材角部的基础材料属性数据，根据所述基础材料属性数据构建第一参数计算模型，使用第一参数计算模型计算冷弯钢材角部发生应变的关键力学参数；其中，所述基础材料属性数据为冷弯钢材角部的屈服强度fyc或母材的屈服强度fyf和冷弯程度ri/t；29、第二参数计算模型构建模块，用于根据关键力学参数构建第二参数计算模型；使用第二参数计算模型计算第一强化指数、第二强化指数及相关系数；30、应力应变曲线生成模块，用于构建冷弯钢材角部的应力应变模型；将所述第一强化指数、第二强化指数及相关系数输入应力应变模型，生成冷弯钢材角部的应力应变曲线。31、本发明提供的冷弯钢材应力应变曲线获取方法及系统具有以下有益效果：32、本发明仅需要基础材料属性数据冷弯钢材角部的屈服强度fyc或母材的屈服强度fyf和冷弯程度ri/t，即可获得弯钢材角部发生应变的关键力学参数，该过程不需要开展拉伸试验，简单直接；根据关键力学参数构建的第二参数计算模型能够计算出第一强化指数、第二强化指数及相关系数；通过第一强化指数、第二强化指数及相关系数输入构建的冷弯钢材角部的应力应变模型，即可生成冷弯钢材角部的应力应变曲线，整个过程简单快捷，非常方便，无需使用试验设备，更不需要考虑受力偏心及试验设备精度等问题。技术特征：1.一种冷弯钢材应力应变曲线获取方法，其特征在于，包括如下步骤：2.根据权利要求1所述的冷弯钢材应力应变曲线获取方法，其特征在于，所述关键力学参数包括：冷弯钢材角部的抗拉强度fuc、冷弯钢材角部的极限应变εuc、冷弯钢材角部的0.05％名义应力f0.05c和冷弯钢材角部的弹性模量ec。3.根据权利要求2所述的冷弯钢材应力应变曲线获取方法，其特征在于，当所述基础材料属性数据为冷弯钢材角部的屈服强度fyc时，所述第一参数计算模型具体如下：4.根据权利要求2所述的冷弯钢材应力应变曲线获取方法，其特征在于，当所述基础材料属性数据为母材的屈服强度fyf和冷弯程度ri/t时，所述第一参数计算模型具体如下：5.根据权利要求3或4所述的冷弯钢材应力应变曲线获取方法，其特征在于，第二参数计算模型具体如下：6.根据权利要求5所述的冷弯钢材应力应变曲线获取方法，其特征在于，所述应力应变模型具体如下：7.一种冷弯钢材角部应力应变曲线获取系统，其特征在于，包括：技术总结本发明提供了一种冷弯钢材应力应变曲线获取方法及系统，属于冷弯钢材性能分析领域，其方法包括如下步骤：获取冷弯钢材角部的基础材料属性数据，根据基础材料属性数据构建第一参数计算模型，使用第一参数计算模型计算冷弯钢材角部发生应变的关键力学参数；根据关键力学参数构建第二参数计算模型，使用第二参数计算模型计算第一强化指数、第二强化指数及相关系数；构建冷弯钢材角部的应力应变模型，将第一强化指数、第二强化指数及相关系数输入应力应变模型，生成冷弯钢材角部的应力应变曲线。本发明仅需要少量的基础材料属性数据并结合构建的模型即可生成应力应变曲线，整个过程不需要开展拉伸试验，方便快捷。技术研发人员：陈俊波,刘海鑫,高飞,陈治良,杨翼受保护的技术使用者：华中科技大学技术研发日：技术公布日：2024/8/15