基于霍普金森压杆实验的镍白铜纯剪切本构模型研究
发布时间：2021-10-10 14:33
高速切削条件下,第一变形区内的工件材料同时发生压缩与剪切变形,所以存在同种材料的内摩擦。材料内摩擦受工件材料的剪切-压缩屈服应力比（τs/σs）直接影响。高速切削条件下,剪切-压缩复合变形直接分解研究存在困难。使用动态力学实验,获得材料的动态变形特性,并建立材料的本构模型,是研究材料高速变形应力的一种常用的方法。目前尚没有合适的高速纯剪切变形实验装置及其本构模型,也没有基于高速剪切变形的内摩擦模型。本文选用镍白铜B10为研究对象。通过分离式霍普金森压杆（SHPB）动态纯剪切实验的研究方法,建立包含应变硬化效应和应变率强化效应的B10材料纯剪切本构模型。本文完成一种新型高应变率纯剪切实验装置的设计。并使用该装置完成了B10材料基于SHPB的动态纯剪切实验,应变率范围为8400～20600s-1;结合应变率10-3S-1下的准静态纯剪切实验,本文经过修正建立了包含应变硬化和应变率强化效应项的B10材料纯剪切本构模型。最终本文结合已有的B10材料压缩本构模型,根据（τs/σs）比值完成B10材料剪切-压缩（内摩擦）本构模型的建立,并根据（?）的剪切和压缩应变的经验比值,绘制出B10材料的内摩...
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１第一变形区内挤压变形与剪切变形示意图??Ｆｉｇ．?１－１?Ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ａｎｄ?ｓｈｅａｒ?ｄｅｆｏｉｒｎａｔｉｏｎ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｐｒｉｍａｒｙ?ｚｏｎｅ．??
图２－１帽型（ＨＳ）试件结构图??Ｆｉｇ．２－１?Ｈａｔ－ｓｈａｐｅ?ｓｐｅｃｉｍｅｎ??如图２－１所示，ＨＳ试件之所以被称为帽型试件，正如其外观所示，头部（即左??侧）有凸起，尾部（即右侧）有凹槽，与帽子相似。图中有两种不同设计的ＨＳ试件，??图２－１?ｂ?）是最经典的ＨＳ试件设计方式，图２－１?ａ?）是另外一种较新的ＨＳ试件设计。??两种ＨＳ试件获得高应变率剪切变形的原理类似，首先由入射杆内的脉冲（应力波）??到达试件，由于透射杆的大质量与惯性，冲击导致ＨＳ试件被压缩；其次相对于ＨＳ??试件头部与尾部，试件的剪切区属于ＨＳ试件整体结构的薄弱部位，最容易发生破坏，??试件的压缩导致试件头部与尾部的相对位移，剪切变形发生在试件剪切区。??其不同在于，图２－丨ａ）中的ＨＳ试件尺寸ｄｉ＜ｄ２，图２－１?ｂ?）中的ＨＳ试件尺寸山＞（＾。??两种帽型试件的剪切原理如图２－２所示。图２－２?ａ）中
??剪切区发生剪切变形，但剪切区法向（即图２－２中纵向）没有压力，剪切区不受压力，??原理上属于纯剪切变形；图２－ｌｂ）中，ＨＳ试件尺寸山＞（１２，当冲击到达时，试件头部??与尾部发生相对位移，但由于山＞（１２，试件头部如同楔子一样楔入试件尾部，剪切区??受到挤压。剪切变形发生在厚度很薄的剪切区内，属于受压缩的剪切变形。??１?３??—＼?￣＼??／?＼?＼?Ｘ?７?????ａ）??７??１?４?，?丄??／?＼?｜＼?＾?７??！?＼?ｆ?＼?／???＼??Ｚ??ｂｆｌ．??／??１－ＳＨＰＢ入射杆，２－ＳＨＰＢ透射杆，３－纯剪切剪切区，４－压剪切剪切区??图２－２两种帽型（ＨＳ）试件剪切过程原理??Ｆｉｇ．２－２?Ｔｈｅ?ｓｈｅａｒ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ｔｗｏ?ｋｉｎｄ?ｏｆ?ｈａｔ－ｓｈａｐｅ?ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ??图２－２中的两种ＨＳ试件都是目前研宄者常用的巧妙改变试件结构的方法，可以??将ＳＨＰＢ设备的动态压缩转化为试件的动态剪切变形。其应用在塑性较弱的各类合金??下均有不错的效果，但是目前没有发现研究者将这种试件设计使用在塑性较大的材料??上。由于ＳＨＰＢ设备系统是利用应变片收集的脉冲波信号来计算试件材料的塑性变形??性能
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ti-6Al-4V动态剪切力学性能研究[J]. 丁晓燕,许泽建,张炜琪,黄风雷. 兵工学报. 2016(S1)
[2]铝合金7050高温流变应力特征及本构方程[J]. 付秀丽,艾兴,万熠,张松. 武汉理工大学学报. 2006(12)
博士论文
[1]高速切削过程绝热剪切局部化断裂的饱和极限理论与预测研究[D]. 谷丽瑶.大连理工大学 2014
本文编号：3428565
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１第一变形区内挤压变形与剪切变形示意图??Ｆｉｇ．?１－１?Ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ａｎｄ?ｓｈｅａｒ?ｄｅｆｏｉｒｎａｔｉｏｎ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｐｒｉｍａｒｙ?ｚｏｎｅ．??
图２－１帽型（ＨＳ）试件结构图??Ｆｉｇ．２－１?Ｈａｔ－ｓｈａｐｅ?ｓｐｅｃｉｍｅｎ??如图２－１所示，ＨＳ试件之所以被称为帽型试件，正如其外观所示，头部（即左??侧）有凸起，尾部（即右侧）有凹槽，与帽子相似。图中有两种不同设计的ＨＳ试件，??图２－１?ｂ?）是最经典的ＨＳ试件设计方式，图２－１?ａ?）是另外一种较新的ＨＳ试件设计。??两种ＨＳ试件获得高应变率剪切变形的原理类似，首先由入射杆内的脉冲（应力波）??到达试件，由于透射杆的大质量与惯性，冲击导致ＨＳ试件被压缩；其次相对于ＨＳ??试件头部与尾部，试件的剪切区属于ＨＳ试件整体结构的薄弱部位，最容易发生破坏，??试件的压缩导致试件头部与尾部的相对位移，剪切变形发生在试件剪切区。??其不同在于，图２－丨ａ）中的ＨＳ试件尺寸ｄｉ＜ｄ２，图２－１?ｂ?）中的ＨＳ试件尺寸山＞（＾。??两种帽型试件的剪切原理如图２－２所示。图２－２?ａ）中
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【参考文献】：
期刊论文
[1]Ti-6Al-4V动态剪切力学性能研究[J]. 丁晓燕,许泽建,张炜琪,黄风雷. 兵工学报. 2016(S1)
[2]铝合金7050高温流变应力特征及本构方程[J]. 付秀丽,艾兴,万熠,张松. 武汉理工大学学报. 2006(12)
博士论文
[1]高速切削过程绝热剪切局部化断裂的饱和极限理论与预测研究[D]. 谷丽瑶.大连理工大学 2014
本文编号：3428565
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3428565.html
