Csf-AZ91D復(fù)合材料近基體固相線塑性變形力學(xué)本構(gòu)關(guān)系研究.pdf

1、短碳纖維增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料(Csf/AZ91D復(fù)合材料)具有高比強(qiáng)度、高比模量以及減震、耐磨和尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)異的綜合物理性能，是航空航天和電子通訊裝備領(lǐng)域極具應(yīng)用潛力的先進(jìn)復(fù)合材料。近基體固相線高溫塑性成形工藝?yán)面V基體高溫動(dòng)態(tài)再結(jié)晶軟化特性和微量界面液相緩解界面應(yīng)力集中并減少增強(qiáng)相破損，從而提高鎂基復(fù)合材料塑性成形能力，是一種新型的非連續(xù)增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料塑性加工技術(shù)。鎂基復(fù)合材料近基體固相線高溫塑性變形行為與其傳統(tǒng)熱變形行為具有顯著差

2、異，在研究其塑性變形行為規(guī)律基礎(chǔ)上建立其塑性流變力學(xué)模型，對(duì)于指導(dǎo)近基體固相線高溫塑性成形工藝參數(shù)優(yōu)化，開展鎂基復(fù)合材料塑性加工工藝數(shù)值模擬均具有重要的意義。
　　本文通過(guò)等溫恒應(yīng)變速率壓縮試驗(yàn)研究了Csf/AZ91D復(fù)合材料近基體固相線高溫塑性變形力學(xué)行為。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果定量分析了復(fù)合材料流變應(yīng)力隨變形溫度、變形量和應(yīng)變速率的變化規(guī)律，探討了基體合金和纖維對(duì)復(fù)合材料應(yīng)變軟化的影響機(jī)理，為建立Csf/AZ91D復(fù)合材料近基體固相線高

3、溫塑性變形力學(xué)本構(gòu)關(guān)系奠定了理論基礎(chǔ)。
　　根據(jù)Csf/AZ91D復(fù)合材料近基體固相線高溫塑性變形力學(xué)行為特征，提出并建立了基于應(yīng)變補(bǔ)償?shù)恼乘苄粤W(xué)本構(gòu)方程，克服了雙曲正弦力學(xué)本構(gòu)模型只能計(jì)算塑性變形峰值應(yīng)力或穩(wěn)態(tài)應(yīng)力的不足，能夠較準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)Csf/AZ91D復(fù)合材料在不同溫度、應(yīng)變速率和應(yīng)變量條件下的流動(dòng)應(yīng)力，較好的反映出復(fù)合材料真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線的變化規(guī)律特別是應(yīng)變軟化行為特征，為深入掌握Csf/AZ91D復(fù)合材料在近基體固相

4、線大變形過(guò)程中的塑性流動(dòng)規(guī)律提供了理論模型。
　　基于所建立的Csf/AZ91D復(fù)合材料高溫塑性力學(xué)本構(gòu)方程，建立了復(fù)合材料單向等軸壓縮變形有限元模型，對(duì)等溫恒應(yīng)變速率壓縮變形過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬，分析了Csf/AZ91D坯料在壓縮流變中的應(yīng)力、應(yīng)變和應(yīng)變速率的分布和演變規(guī)律。有限元模擬得到的壓縮載荷-位移行程曲線與熱壓縮試驗(yàn)曲線吻合良好，表明本文所建立的基于應(yīng)變補(bǔ)償?shù)牧髯兞W(xué)本構(gòu)方程可以較準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)Csf/AZ91D復(fù)合材料高溫塑