钛合金三维点阵结构制备和力学行为研究

发布时间：2017-09-16 22:58

  本文关键词：钛合金三维点阵结构制备和力学行为研究

  更多相关文章： 超塑成形/扩散连接 三维点阵结构 解析分析 有限元分析 压缩试验 剪切试验

【摘要】：超塑成形／扩散连接工艺是一种新型的三维点阵结构制备方法,采用该工艺制备的点阵结构性能研究仍处于空白阶段。本文以该工艺制备的钛合金三维点阵结构为对象,研究几何参数对点阵结构抵抗变形的影响。通过失效分析,摸索结构失效机制,为结构的强化提供支撑。 针对不同类型、不同尺寸单元格和不同层数点阵结构,进行了压缩和剪切试验,并结合解析法分析和有限元分析方法,分析了结构载荷作用下的失效机制问题。 结果表明,单元格尺寸为20mm时,单层金字塔点阵结构具有最佳抗压模量,但就抗压强度而言,具有相同相对密度的四面体点阵结构较其高出约70.83%。单元格为30mm时,单层金字塔点阵结构具有最佳抗剪模量,而具有相同相对密度的四面体点阵结构抗剪强度较其高出约8.21%。压缩至结构真应变0.4时X型点阵结构变形吸能最多。 采用超塑成形/扩散连接法制备的Ti6A14V三维点阵结构,其平压试验变形过程主要分为芯板弹性变形阶段、屈曲软化阶段、结构强化阶段、二次软化阶段和致密化阶段。剪切试验变形主要分为芯体抵抗变形阶段、曲折反复阶段和彻底破坏阶段。三维点阵结构在压缩时的失效机制主要以筋板屈曲为主,伴随筋板折断与节点破坏等。
【关键词】：超塑成形/扩散连接 三维点阵结构 解析分析 有限元分析 压缩试验 剪切试验
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.23
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-8
• 目录8-10
• 1 绪论10-22
• 1.1 引言10-13
• 1.2 金属点阵结构研究现状13-20
• 1.2.1 点阵制备技术研究现状13-17
• 1.2.2 节点连接技术研究现状17-18
• 1.2.3 点阵结构力学性能研究现状18-20
• 1.3 本论文研究内容20-22
• 2 点阵制备工艺与试验方法22-27
• 2.1 材料与工艺22-25
• 2.2 力学试验方法25-27
• 3 钛合金三维点阵结构力学行为解析法分析27-33
• 3.1 芯体相对密度计算27-29
• 3.2 抗压强度预测29-30
• 3.3 抗剪强度预测30-32
• 3.4 小结32-33
• 4 钛合金三维点阵结构力学行为有限元分析33-39
• 4.1 建立有限元分析模型33-34
• 4.2 边界条件及分析过程34-35
• 4.3 结果与讨论35-37
• 4.4 小结37-39
• 5 三维点阵结构压缩行为及其失效机制研究39-52
• 5.1 不同点阵类型压缩行为及其失效机制39-44
• 5.2 不同单元格尺寸点阵压缩行为及其失效机制44-48
• 5.3 不同点阵层数点阵压缩行为及其失效机制48-50
• 5.4 初步结论50-51
• 5.5 小结51-52
• 6 三维点阵结构剪切行为及其失效机制研究52-63
• 6.1 不同点阵类型剪切行为及其失效机制52-56
• 6.2 不同单元格点阵剪切行为及其失效机制56-59
• 6.3 不同层数点阵剪切行为及其失效机制59-62
• 6.4 初步结论62
• 6.5 小结62-63
• 7 结论63-64
• 参考文献64-68
• 作者简历及攻读硕士/博士学位期间取得的研究成果68-70
• 学位论文数据集7

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 李志强,郭和平;超塑成形/扩散连接技术的应用与发展现状[J];航空制造技术;2004年11期

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5 张钱城;卢天健;闻婷;;轻质高强点阵金属材料的制备及其力学性能强化的研究进展[J];力学进展;2010年02期

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本文编号：865751