基于原位X射线成像的TC4合金动静态拉伸特性研究

发布时间：2024-06-01 15:29

　　(α+β)型钛合金因其具有低重量高强度的特性,而在军事领域以及民用领域都有广泛的应用。在实际工程应用中,该类钛合金时常需要面对极端环境以及极端加载条件。因此,对(α+β)型钛合金进行准确的力学性能测试及可靠地表征测试是十分有必要的。本文分别利用微型拉伸试验机及微型霍普金森拉杆,对两相钛合金TC4进行了准静态及动态拉伸加载。将原位X射线相衬成像技术、扫描电子显微镜、电子背散射衍射技术以及X射线数字图像相关法应用于TC4合金准静态及动态拉伸加载时的变形破坏机理研究。研究结论如下:(1)成功的将高速X射线数字图像相关法应用于准静态及动态拉伸加载下的TC4合金的应变场计算中。同时,从形态学的方面量化确定了X射线的散斑大小约为20μm。首次实现了TC4合金数字图像相关法计算的位移场、应变场计算误差的量化分析并分别将本次试验中TC4合金的位移场及应变场的计算误差控制在了0.01像素及0.1%以下。(2)据应力-应变曲线所示,TC4合金展现出明显的应变率效应。动态拉伸加载下TC4合金的屈服强度及拉伸强度(分别为815 MPa及1010 MPa)均高于准静态拉伸加载下TC4合金的屈服强度及拉伸强度(分...

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【学位级别】：硕士

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摘要
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第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 TC4合金的组织及性能
    1.3 钛合金损伤破坏研究现状
        1.3.1 钛合金在准静态加载下的损伤破坏研究现状
        1.3.2 钛合金在动态加载下的损伤破坏研究现状
    1.4 霍普金森拉杆试验技术
    1.5 基于同步辐射的X射线相衬成像
        1.5.1 同步辐射光源
        1.5.2 X射线相衬成像
    1.6 本文主要研究内容
第2章 试验装置与试验方法
    2.1 试验装置及其原理
        2.1.1 基于同步辐射的加载装置
        2.1.2 准静态拉伸试验装置及基本原理
        2.1.3 动态拉伸试验装置及基本原理
    2.2 同步辐射多尺度测量方法
        2.2.1 同步辐射X射线数字图像相关方法基本原理
        2.2.2 基于同步辐射X射线的原位测量系统
        2.2.3 动态加载时同步辐射X射线原位测量系统的时间结构
    2.3 试样设计及安装
    2.4 微观组织的观察
        2.4.1 扫描电子显微镜观察
        2.4.2 电子背散射衍射分析
    2.5 试验流程
第3章 X射线数字图像相关法误差分析
    3.1 数字图像相关法误差分析的意义
    3.2 X射线数字图像相关法误差分析的方法
        3.2.1 平场校正
        3.2.2 散斑尺寸、图像质量评价方法
        3.2.3 误差分析
第4章 动静态拉伸加载下的TC4合金力学响应
    4.1 试验材料及方法
    4.2 试验结果
        4.2.1 宏观力学行为
        4.2.2 X射线相衬成像分析
        4.2.3 X射线数字图像相关法分析
        4.2.4 应变场的量化分析
        4.2.5 回收试样微观分析
        4.2.6 剪切变形带分析
结论与展望
致谢
参考文献



本文编号：3986100