梯度镁合金板本构行为及冲击性能研究

发布时间：2023-10-03 21:28

　　作为最轻的金属结构材料,镁合金凭借其比强度高、比刚度高等优良性能,在航天航空、汽车制造等轻量化工业领域有着广泛的应用前景。然而,由于成形工艺和自身结构特点(密排六方)的限制,导致镁合金强度低、抗冲击性能较差,极大地影响了镁合金件的服役性能和使用寿命。因此,提高镁合金的抗冲击性能和力学性能已成为镁合金推广应用过程中急需解决的问题。纳米材料由于其独特的结构和优异的力学性能备受关注。因此,利用表面纳米化技术在镁合金材料表面制备一定厚度的纳米结构表层,从而提高镁合金材料的综合机械性能,特别是强度、微观硬度和抗冲击等性能,对发挥其性能优势和拓宽其应用范围具有积极意义。然而,由于目前传统力学实验条件的限制,通过宏观和微观力学实验测试的方法对具有纳米结构的镁合金进行组织结构和力学性能的表征和测试存在较大困难。因此,本文以具有密排六方结构的梯度微纳晶AZ31B镁合金板为研究对象,利用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)对所获得的细晶结构梯度形貌进行表征;通过纳米压痕测试和拉伸实验对带有细晶结构梯度形貌的镁合金板其力学性能进行测试;采用退火算法和反演算法对为纳米晶的力学参数进行反演;最后分析、讨...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 纳米晶材料的研究现状
    1.2 梯度纳米结构的制备方法
    1.3 梯度纳米结构本构研究现状
    1.4 本文研究内容
2 梯度结构AZ31镁合金梯度层本构关系
    2.1 引言
    2.2 压痕实验及结果分析
        2.2.1 纳米压痕试样制备
        2.2.2 纳米压痕测试实验与结果
    2.3 拉伸实验及结果分析
    2.4 纳米晶层弹塑性和延性破坏参数确定
        2.4.1 基于纳米压痕实验反演弹塑性本构
        2.4.2 纳米晶层试样拉伸参数确定
        2.4.3 基于分子动力学确定本构参数
            2.4.3.1 模型建立
            2.4.3.2 常温纳米晶多晶镁JC本构动态拟合
            2.4.3.3 常温JC失效本构拟合
    2.5 本章小结
3 单层镁合金板冲击行为研究
    3.1 引言
    3.2 AZ31镁合金板侵彻的数值模拟
        3.2.1 计算模型的建立
        3.2.2 材料参数的确定
        3.2.3 AZ31镁合金板数值模拟过程及结果分析
            3.2.3.1 不同冲击速度的对侵彻的影响
            3.2.3.2 不同镁合金板厚度对侵彻的影响
            3.2.3.3 不同靶弹形状对侵彻的影响
    3.3 本章小结
4 多层梯度AZ31镁合金板抗高速冲击行为研究
    4.1 引言
    4.2 模型建立与参数选取
    4.3 纳米晶结构的镁合金与粗晶镁合金侵彻形貌对比
    4.4 不同纳米晶层铺层位置对镁合金靶材侵彻结果的影响
    4.5 不同纳米晶层厚度对靶材侵彻的影响
    4.6 不同镁合金板厚度对纳米化镁合金侵彻的影响
    4.7 本章小节
5 总结与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3850678