6061-T651铝合金力学性能测试及抗冲击性能研究

发布时间：2021-08-28 15:37

　　目前,随着航空业和航天业的高速发展,对铝合金的需求日益增多,对其动态力学性能的要求也越加苛刻。同时,近些年飞机遭受外来物（如飞鸟、冰雹、砂石、金属块等）撞击的事件频繁发生。此外,飞机机身蒙皮材料主要为6061-T651铝合金。因此研究该铝合金的力学性能及抗外来物冲击性能,对于飞机防护结构的设计具有现实意义。在此背景下,国内外许多专家学者们逐渐开始重视铝合金防护性能的研究,其中包括铝合金材料的本构模型和失效准则,以及在外来物撞击下的抗冲击性能。但是国内外对于6061-T651铝合金的力学性能（本构模型和失效准则）及抗冲击性能的研究相对较少。对此,本文以6061-T651铝合金为研究对象,进行力学性能和弹道冲击试验。由于飞机蒙皮厚度为2 mm-5 mm之间,因此,本文首先选择2 mm厚的靶板进行弹道冲击试验和数值仿真研究。此外,在弹道冲击领域,多数学者以薄板和中厚度靶板进行研究,而对于厚板的研究鲜见报道,因此,本文以20 mm厚的靶板作为研究对象进行弹道冲击试验和数值仿真研究。首先,利用万能材料试验机和霍普金森压杆设备,分别进行准静态、高温和高应变率下的材料力学性能试验。通过测试试验发现,... 

【文章来源】：中国民航大学天津市

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

A380主要用铝合金分布情况

中国民航大学硕士学位论文10第二章6061-T651铝合金动态力学性能测试及材料模型修正2.16061-T651铝合金材料力学性能试验与方法在本文，利用电子万能材料试验机进行常温和高温准静态拉伸试验，如图2-1所示。(a)准静态缺口拉伸试验(b)剪切和平面应变拉伸试验(c)准静态高温拉伸试验图2-1力学性能测试试验设备试验所用的试样类型为光滑圆棒、缺口圆棒、平面应变、平面剪切和高温拉伸试样，其几何形状及参数，如图2-2所示。对于光滑和缺口圆棒试样，使用全自动引伸计实时检测试样的变形过程，如图2-1(a)所示。对于平面应变和平面剪切试样，正面与背面均喷涂散斑，基于三维非接触式实时光学应变场测量技术(DIC)，同时利用两个数码像机分别实时采集目标区域，如图2-1(b)所示。对于高温拉伸试样，利用高温笔在试样正面点涂散斑，基于DIC技术并利用一个数码相机实时采集目标区域，如图2-1(c)所示。利用试样正面变形的散斑图像，结合试验机记录的载荷，求得载荷-位移曲线。对于平面应变和平面剪切试样，采用试样背面变形的散斑图像，结合MatchID-2D软件计算得到试件的位移场，从而得到试件表面的实时应变场(DIC云图)以及相应的数据；对于高温拉伸试样，采用试样正面变形的散斑图像，利用相同的方法获取相应的数据。(a)光滑圆棒试样(b)平面应变试样

中国民航大学硕士学位论文11(c)缺口圆棒试样(d)剪切试样(e)高温拉伸试样(f)动态圆柱压缩试样图2-2力学性能试样的几何形状及参数2.1.1常温准静态拉伸试验利用SHIMADZU电子万能材料试验机进行常温准静态拉伸试验，如图2-1(a)所示。试样取自厚度为20mm的6061-T651铝合金材料轧制方向（0°方向），准静态拉伸试样为光滑圆棒，几何参数如图2-2(a)所示。试验过程中，利用全自动引伸计实时检测准静态光滑圆棒的变形过程。光滑圆棒拉伸试验标距段长度为25mm，拉伸速度为2mm/min，名义应变率为1.33×10-3s-1。通过光滑圆棒与缺口圆棒准静态拉伸试验得到工程应力-应变曲线，如图2-3所示。其中，R2、R3、R9分别表示缺口圆棒缺口尺寸半径为2mm、3mm、9mm，R2-1表示为缺口尺寸半径为2mm圆棒的第1个试验，其它以此类推。(a)光滑圆棒试样工程应力-应变曲线(b)缺口圆棒试样工程应力-应变曲线图2-3准静态拉伸试验工程应力-应变曲线剪切试样与平面应变试样标距段分别为30mm和7.5mm，拉伸速度为2mm/min。试验载

【参考文献】：
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博士论文
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本文编号：3368782