基于非对称双悬臂梁模型优化的双金属板界面结合强度研究

发布时间：2021-04-15 12:11

　　基于非对称双悬臂梁模型,在充分考虑金属复合材料界面的塑性变形行为的基础上,提出解析计算双金属板界面结合强度的改进方法,以解决金属界面结合强度高于基材强度时金属复合材料界面结合强度难以获得的难题。借助渐进成形实验验证了该方法的正确性,并获得爆炸复合的T2/A1050 Cu-Al复合板界面结合强度为208 MPa。界面结合强度与最大成形深度相关,当界面结合强度增加38%时,最大成形深度增加了210%。压下量和工具头直径严重影响鼓包高度,当压下量由2.0 mm降低至0.5 mm,鼓包高度降低57%;工具头直径由10 mm升高至22 mm,鼓包高度下降38%。最后,优选了合理的成形参数,使双金属复合板底面鼓包高度下降53%。 

【文章来源】：金属学报. 2020,56(12)北大核心EISCICSCD

【文章页数】：12 页

【部分图文】：

基于线性硬化假定的双线性弹塑性界面本构模型

stiffness coefficient in the shear direction,K"x—tangent stiffness coefficient in the shear direction)式中，σ为界面拉伸应力，Δw为界面拉伸位移，σs为界面拉伸状态下的屈服应力，w0为界面拉伸屈服状态下的位移，τ为界面剪切应力，Δu为界面剪切位移，τs为界面剪切状态下的屈服应力，u0为界面剪切屈服状态下的位移，Kz为拉伸方向弹性刚度系数，K"z为拉伸方向切线刚度系数，Kx为剪切方向下的弹性刚度系数，K"x为剪切方向下的切线刚度系数。

内聚力模型已经被广泛用于界面裂纹产生和扩展方面的数值模拟研究中，本工作内聚力模型采用双线性本构关系，如图4所示。在外载荷的作用下，内聚力单元出现损伤前，内聚力单元裂纹张力随张开位移s成线性增长，此时材料处于弹性状态。当位移继续增加到sc，张力达到最大F时，界面开始出现损伤。随着位移的继续增加，损伤出现扩展，材料出现刚度退化，界面张力也成线性下降，所能承受的外载荷也逐渐减小。当位移达到se时，材料刚度完全退化，界面裂纹完全拓展，材料失效。2.1.2 双金属板材料属性

【参考文献】：
期刊论文
[1]异步轧制铜/铝复合板界面结合强度研究[J]. 吕震宇.  塑性工程学报. 2019(04)
[2]颗粒增强金属基复合材料界面结合强度的表征：理论模型、有限元模拟和实验测试[J]. 邱博,邢书明,董琦.  材料导报. 2019(05)
[3]层状金属复合材料技术创新及发展趋势综述[J]. 陈兴章.  有色金属材料与工程. 2017(02)
[4]复合材料面内剪切Iosipescue方法分析及试验研究[J]. 张子龙.  航空材料学报. 1996(01)

硕士论文
[1]服役条件下铜铝复合板的扩散层厚度及传热性能[D]. 李雪琪.沈阳工业大学 2019
[2]复合材料层合板热弹性问题半解析法研究[D]. 屈鹤鹏.中国民航大学 2018
[3]铜铝爆炸复合材料界面及性能分析[D]. 倪梁华.江苏科技大学 2015



本文编号：3139313