應變率對兩相鈦合金TC11拉壓不對稱性影響的實驗研究.pdf

1、α+β鈦合金是一類具有高的比強度、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)域得到廣泛的應用。這類材料在其加工和服役的過程中可能承受沖擊加載，因此了解其拉伸和壓縮力學行為的應變率相關(guān)性對于材料的工程應用是十分必要的。
　　本文利用MTS809和MTS810材料實驗機對兩相鈦合金TC11進行了準靜態(tài)（應變率為0.001s-1）的單向拉伸和壓縮實驗，利用旋轉(zhuǎn)盤式間接桿桿型沖擊拉伸實驗裝置和氣槍式霍普金森壓桿試驗裝置

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

3、率的增加而增大。此外，在拉伸加載下，高應變率下的應變硬化率較準靜態(tài)下明顯減小，而壓縮加載下應變硬化率隨應變率的增加無明顯變化。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稱性。在拉伸加載下，材料呈現(xiàn)韌性斷裂，韌窩尺寸隨應變率的增加而減小;高應變率壓縮加載下，材料呈現(xiàn)剪切破壞。
　　基于實驗結(jié)果，本文選用不同的唯象和物理基的本構(gòu)模型對TC11應變率相關(guān)的應力-應變行為進行表征。模型擬合結(jié)果表明，修正的Johnson—Co