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《ti-al層狀金屬復(fù)合材料的增強增韌機理與力學(xué)行為研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、碩士學(xué)位論文Ti-Al層狀金屬復(fù)合材料的增強增韌機理與力學(xué)行為研究STUDYONSTRENGTHENINGANDTOUGHENINGMECHANISMANDMECHANICALBEHAVIOROFTI-ALMETALLAMINATE王熊哈爾濱工業(yè)大學(xué)2015年6月國內(nèi)圖書分類號：O344.3學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號：531密級：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文Ti-Al層狀金屬復(fù)合材料的增強增韌機理與力學(xué)行為研究碩士研究生：王熊導(dǎo)師：孫毅教授申請學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：固體力學(xué)所在單位：航天學(xué)院答辯日期：2015年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)Classifi
2、edIndex:O344.3U.D.C:531DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONSTRENGTHENINGANDTOUGHENINGMECHANISMANDMECHANICALBEHAVIOROFTI-ALMETALLAMINATECandidate：XiongWangSupervisor：Prof.YiSunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：SolidMechanicsAffiliation：SchoolofAstr
3、onauticsDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要層狀Ti-Al復(fù)合板由交替排列的強度較高的鈦層和塑性好的鋁層通過熱壓-軋制而成，這種材料能夠結(jié)合兩種材料的性能優(yōu)勢，彌補單一的金屬材料的某些方面的不足，表現(xiàn)出更優(yōu)良的特性。本課題主要對Ti-Al層狀金屬復(fù)合材料中鈦層的力學(xué)行為和復(fù)合材料的增強增韌機理進行研究。采用塑性細觀力學(xué)方法編寫程序?qū)︹亸椝苄宰冃芜^程進行數(shù)值分析。之后選取合理的韌性破壞準則分析其韌性破壞失效過程和增韌機理
4、。在此基礎(chǔ)上引入鋁層彈塑性變形的宏觀本構(gòu)關(guān)系以及缺陷層理論，分析隨著各相層厚比變化，Ti-Al層狀金屬復(fù)合材料的增強增韌機制。本文首先介紹了晶體學(xué)基本理論、多晶體塑性變形的基本理論以及金屬材料變形的韌性破壞準則。根據(jù)鈦晶格常數(shù)等特點和鈦合金塑性變形研究的相關(guān)實驗得到影響金屬鈦塑性變形過程的主要變形機制是滑移和孿生，一般數(shù)值分析過程重點考慮滑移機制。將林同驊模型進行改進分析推導(dǎo)得到適用于描述多晶體鈦的彈塑性變形過程的塑性細觀力學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上編寫程序?qū)Χ嗑р伒膹椝苄宰冃芜M行數(shù)值分析得到能夠體現(xiàn)多晶體鈦細觀變形特點的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。這一塑性細觀力學(xué)模型可以更好
5、的應(yīng)用于數(shù)值分析密排六方晶體的彈塑性變形過程。之后研究了描述金屬材料韌性破壞的斷裂準則，通過對實驗結(jié)果的觀察分析得到鈦斷裂形式為微孔聚集型斷裂。選取Rice-Tracey韌性斷裂模型使用閥值控制的方法來描述材料韌性破壞行為，合理的描述了多晶鈦的失效行為。進一步改變加載過程，對不同應(yīng)力狀態(tài)下鈦單軸拉伸進行數(shù)值分析，使用韌性斷裂準則分析不同應(yīng)力狀態(tài)后鈦單軸拉伸的結(jié)果，得到不同應(yīng)力作用下斷裂韌性值C隨應(yīng)變變化關(guān)系。發(fā)現(xiàn)對應(yīng)于同一應(yīng)變量，有外部應(yīng)力作用與無外部應(yīng)力相比韌性斷裂值C明顯減小了，約束狀態(tài)越強，韌性斷裂值C減小越明顯，同時韌性斷裂值C隨著拉伸方向應(yīng)變不斷
6、增大的趨勢也減小了。這一分析結(jié)果表明在鈦薄板拉伸過程中垂直于板面方向一定形式的應(yīng)力作用對于其整體的拉伸有較好的增韌效果。最后引入鋁層彈塑性變形的宏觀本構(gòu)關(guān)系和缺陷層模型，得到均勻介質(zhì)層和考慮缺陷層模型下的不同層厚比的層狀金屬復(fù)合板拉伸的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。使用韌性斷裂準則分析考慮缺陷層時不同厚度比的層狀金屬復(fù)合板的斷裂韌性。發(fā)現(xiàn)一定范圍內(nèi)，鈦層的含量越高，缺陷層對于鈦拉伸破壞的影響減小了，從而解釋了隨著鈦層和鋁層厚度比的增大，復(fù)合材料的增強增韌機制。關(guān)鍵詞：層狀復(fù)合材料；鈦多晶；塑性變形；數(shù)值分析；強韌化機理-I-AbstractAbstractTi-Allay
7、eredcompositepanelsconsistingofalternatingarrangementofhighstrengthtitaniumlayerandanplasticgoodaluminumlayerbyhot-rollingfromexhibitmoreexcellentcharacteristics.Thelayeredmetalmaterialthatcapableofbindingperformanceadvantagesofthetwomaterialsmakeupsomeofthelimitationsofasinglemet
8、almaterial,havegoodprospects.This
