帽型试样绝热剪切带起始实验研究

摘要

绝热剪切是韧性金属材料高应变率变形过程中的重要失效机制之一。本文采用霍普金森压杆加载扁平帽形试样发生受迫剪切，结合高速红外测温技术、数字图像相关法和金相观察，探讨绝热剪切带起始温度，并以此为起始条件，讨论绝热剪切形成的影响因素；同时，通过数字图像相关法测量剪切区应变场演化，以此讨论绝热剪切破坏演化过程。研究结果表明：
　　（1）准静态加载下，试样失效模式为由塑性损伤或裂纹形成并扩展导致承载力下降，而动态加载下，失效模式为绝热剪切失效。
　　（2）对于 TA2钛合金，绝热剪切带起始温度约为470K，不足于产生热软化，相反由于绝热剪切带形成后温度才急剧升高。因此热软化可能不是绝热剪切起始的必要条件。
　　（3）对于 TA2钛合金，以发生转折点433K温度作为绝热剪切带起始条件，对应起始应力发生在应力崩塌处；对应材料起始变形位移随加载率增大而减小；剪切带最高温度随变形速度提高而增大。
　　（4）利用数字图像相关法对扁平帽型试样剪切区剪应变场进行分析显示：扁平帽型试样剪切区宽度在动态加载过程中不断变窄，逐渐发生剪切局域化。

目录

1绪论

1.1绝热剪切现象概述

1.2绝热剪切实验与数值模拟研究

1.3绝热剪切带起始研究

1.4绝热剪切带测温研究

1.5本论文的主要研究内容

2扁平帽型剪切实验及测试方法

2.1引言

2.2实验方法及测试

2.3实验测试原理及分析

2.4本章小结

3钛合金动态剪切力学性能实验结果

3.1引言

3.2剪切力学性能实验结果及分析

3.3总结

4剪切带局域化实验研究

4.1前言

4.2 剪切局域化过程研究

4.3结论

5绝热剪切带起始温升讨论

5.1引言

5.2 剪切区温度演化分析

5.3绝热剪切失稳起始问题讨论

5.4 结 论

6总结与展望

6.1全文总结

6.2工作展望

参考文献

在学研究成果

致谢