應(yīng)變率對(duì)兩相鈦合金TC11拉壓不對(duì)稱性影響的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、α+β鈦合金是一類具有高的比強(qiáng)度、優(yōu)異的耐蝕性和良好的可加工性的結(jié)構(gòu)材料，其在航空和艦船等工程領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。這類材料在其加工和服役的過(guò)程中可能承受沖擊加載，因此了解其拉伸和壓縮力學(xué)行為的應(yīng)變率相關(guān)性對(duì)于材料的工程應(yīng)用是十分必要的。
　　本文利用MTS809和MTS810材料實(shí)驗(yàn)機(jī)對(duì)兩相鈦合金TC11進(jìn)行了準(zhǔn)靜態(tài)（應(yīng)變率為0.001s-1）的單向拉伸和壓縮實(shí)驗(yàn)，利用旋轉(zhuǎn)盤式間接桿桿型沖擊拉伸實(shí)驗(yàn)裝置和氣槍式霍普金森壓桿試驗(yàn)裝置

2、分別進(jìn)行了室溫下的高應(yīng)變率拉伸（應(yīng)變率為210s-1、450 s-1、940 s-1）和壓縮（應(yīng)變率為500 s-1、1500 s-1、2500 s-1）實(shí)驗(yàn)，獲得了TC11的單向拉伸和壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，TC11鈦合金具有明顯的應(yīng)變率相關(guān)性和拉壓行為不對(duì)稱性。TC11的拉伸和壓縮屈服強(qiáng)度均隨應(yīng)變率的增加而增大，壓縮屈服強(qiáng)度明顯高于拉伸屈服強(qiáng)度，拉伸屈服強(qiáng)度比壓縮屈服強(qiáng)度具有更強(qiáng)的應(yīng)變率敏感性，屈服強(qiáng)度的拉壓不對(duì)稱性隨應(yīng)變

3、率的增加而增大。此外，在拉伸加載下，高應(yīng)變率下的應(yīng)變硬化率較準(zhǔn)靜態(tài)下明顯減小，而壓縮加載下應(yīng)變硬化率隨應(yīng)變率的增加無(wú)明顯變化。顯微分析結(jié)果表明，TC11鈦合金的破壞模式亦具有拉壓不對(duì)稱性。在拉伸加載下，材料呈現(xiàn)韌性斷裂，韌窩尺寸隨應(yīng)變率的增加而減小;高應(yīng)變率壓縮加載下，材料呈現(xiàn)剪切破壞。
　　基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果，本文選用不同的唯象和物理基的本構(gòu)模型對(duì)TC11應(yīng)變率相關(guān)的應(yīng)力-應(yīng)變行為進(jìn)行表征。模型擬合結(jié)果表明，修正的Johnson—Co