2195鋁鋰合金絕熱剪切敏感性及高速侵徹行為研究.pdf

1、利用分離式霍普金森壓桿對2195鋁鋰合金的絕熱剪切敏感性進(jìn)行了研究。通過對圓柱試樣進(jìn)行動態(tài)加載，獲得了相應(yīng)的應(yīng)力時(shí)間曲線和應(yīng)力應(yīng)變曲線，在獲得的曲線中觀察到“應(yīng)力塌陷”現(xiàn)象，應(yīng)力塌陷的出現(xiàn)標(biāo)志著絕熱剪切帶的形成。通過比較不同時(shí)效狀態(tài)和應(yīng)變率應(yīng)力塌陷出現(xiàn)時(shí)的臨界應(yīng)變、應(yīng)力塌陷出現(xiàn)時(shí)間、絕熱剪切帶形成能以及利用金相觀察了絕熱剪切帶的微觀形貌等評判絕熱剪切敏感性大小。結(jié)果表明，不同的時(shí)效狀態(tài)和不同的應(yīng)變率對2195鋁鋰合金絕熱剪切敏感性有顯著

2、的影響。峰時(shí)效狀態(tài)試樣敏感性最高，最弱的為欠時(shí)效狀態(tài)試樣。隨著應(yīng)變率的增大，材料的絕熱剪切敏感性上升。
　　 利用二級輕氣炮研究了2195鋁鋰合金的高速侵徹行為，對靶板的微觀損傷進(jìn)行金相分析。撞擊后在靶板前表面產(chǎn)生的彈坑呈半球形，隨著撞擊速度的不斷提高，彈坑深徑比逐漸接近0.5。撞擊速度較低時(shí)產(chǎn)生的彈坑底部光滑，當(dāng)撞擊速度達(dá)到4.6km/s時(shí)在高速撞擊區(qū)域觀察到了許多剝落的薄片和碎屑。隨著子彈撞擊動能的增加，在靶板中產(chǎn)生的絕熱剪

3、切帶的長度增加，在彈坑底部產(chǎn)生的剪切帶的數(shù)目比側(cè)壁的多。金相觀察發(fā)現(xiàn)微裂紋更容易在晶界處萌芽和擴(kuò)展。
　　 通過有限元模擬了整個高速侵徹過程。模擬結(jié)果表明彈坑的體積與子彈的侵徹動能成一定的比例。隨著模擬速度的增大模擬誤差相應(yīng)增加。獲得了靶板的最大剪應(yīng)力和溫度分布圖。為了研究侵徹過程中第二相粒子的應(yīng)力和溫度變化情況，建立了一個非均勻模型來進(jìn)行模擬。模擬發(fā)現(xiàn)在靶板中的第二相粒子在變形時(shí)出現(xiàn)了應(yīng)力集中，同時(shí)產(chǎn)生的溫升也相應(yīng)越高。