熱氧化鈦合金動態(tài)力學(xué)性能研究.pdf

1、近些年，鈦合金在航天工程、汽車制造業(yè)、體育醫(yī)療器械制造等領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛，主要是因為鈦合金良好的性能特征，如耐蝕性、比強(qiáng)度較高，生物相容性優(yōu)異等。同時，其硬度相對較低、耐磨性差、表面力學(xué)性能較弱等限制了鈦合金的使用范圍，也對產(chǎn)品的安全性和可靠性提出了挑戰(zhàn)。
　　研究表明，鈦的氧化物具有硬度高、耐磨性能好的優(yōu)良性能，其中氧是固溶于鈦合金的，基于此，本文對鈦合金進(jìn)行了氧化處理，形成表面氧化層，以達(dá)到提高鈦合金的強(qiáng)度，提升其耐磨性及表

2、面力學(xué)性能的目的。實驗表明，對鈦合金進(jìn)行熱氧化處理后，其表面磨損量和摩擦系數(shù)都有所下降，為進(jìn)一步優(yōu)化經(jīng)過表面處理后鈦合金的摩擦性能，了解所涉及的摩擦學(xué)機(jī)制，定量考察氧化處理后鈦合金動態(tài)下的彈塑性力學(xué)性能參數(shù)尤為重要。
　　基于以上問題，本文對TC4熱氧化鈦合金的力學(xué)性能進(jìn)行了系統(tǒng)性的研究，主要工作和結(jié)果如下：
　?。?）在不同工況下，采用電子萬能材料試驗機(jī)和分離式霍普金森壓桿裝置（SHPB）對 TC4熱氧化鈦合金分別進(jìn)行了準(zhǔn)

3、靜態(tài)和動態(tài)試驗，通過得出的實驗數(shù)據(jù)和Johnson-Cook模型擬合得到TC4熱氧化鈦合金的動態(tài)本構(gòu)關(guān)系。
　?。?）對TC4熱氧化鈦合金半球殼在子彈沖擊作用下的過程進(jìn)行數(shù)值模擬，利用上述工作得到的TC4熱氧化鈦合金的Johnson-Cook動態(tài)本構(gòu)關(guān)系，對比分析考慮材料應(yīng)變率效應(yīng)和不考慮材料應(yīng)變率效應(yīng)下的半球殼的力學(xué)響應(yīng)，重點考察了接觸力峰值、頂點位移力學(xué)指標(biāo)。分析結(jié)果表明，材料應(yīng)變率效應(yīng)對半球殼沖擊作用下的力學(xué)性能有顯著的影響