AZ91镁合金初始屈服行为和后继加载屈服行为研究

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:guanyuefei
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
作为新兴金属材料,镁合金越来越受到人们的重视。一系列具有优良性能的镁合金被研究者们开发出来,并投入到实际应用中。如今镁合金已广泛应用于汽车、航空航天、3C电子产品和医疗等领域。人们对镁合金的需求量也逐年递增,镁合金巨大的应用潜力正被不断挖掘出来。  作为最轻的金属结构材料,镁合金的服役环境往往比较复杂。为了更加科学合理的应用镁合金,充分发挥镁合金的优势,需要对镁合金进行更加深入的研究。作为重要力学性能指标之一,材料的屈服强度一直是人们关心的对象。大量研究表明,韧性金属材料大都符合Mises屈服准则。镁合金由于其特殊的密排六方晶格结构,常温下可启动滑移系较少,塑性变形机理十分复杂,适用哪种屈服准则还无定论。基于此,本文开展的主要工作为:(1)AZ91镁合金初始屈服行为的实验研究;(2)采用现有屈服准则理论屈服面与实验初始屈服面对比,确定AZ91镁合金符合的屈服准则;(3)AZ91镁合金屈服后加载面函数的推导及验证。  采用压剪试件(SCS)法进行压剪复合加载实验,得到AZ91镁合金在复杂加载状态下的力学响应。同时进行了单轴拉伸、单轴压缩和“帽型”剪切试验,对AZ91初始屈服面进行实验测量。考虑到应变率对材料力学行为的影响,所有的实验都设计了三种加载速度,分别为4.8mm/s,48mm/s,480mm/s。通过对实验应力应变曲线的观察可以发现,AZ91镁合金具有明显的应变率敏感性。在弹性阶段,随着应变率的增大,弹性模量变小,屈服强度下降;在塑性阶段,随着应变率的增大,材料应变硬化率提高。  整理不同加载条件下的实验数据,得到AZ91镁合金实验初始屈服轨迹。将其与现有屈服准则理论初始屈服面对比,发现椭圆屈服准则理论屈服面和实验屈服轨迹拟合的较好,可以采用椭圆屈服准则来判断AZ91镁合金是否屈服。在确定了AZ91镁合金初始屈服面的函数表达式后,基于等向强化假设,引入多项式函数拟合拉伸、压缩、剪切变形的塑性应力应变曲线,推导出AZ91镁合金的后继加载面演化函数,并用实验数据检验其可靠性。在此基础上,考虑应变率对材料力学响应的影响,提出了应变率相关的后继加载面演化函数,并验证其可靠性。从而本文基于实验和理论推导,建立了常温下AZ91镁合金率相关的后继加载面的演化函数,可对材料在复杂加载方式下的力学行为进行预测,为AZ91镁合金的应用设计提供了一定的理论支持。
其他文献
早在上个世纪六十年代,就出现了晶闸管中频电源装置,由于其较中频发电机组具有一系列明显优势,因此得以迅速推广应用。经过近半个世纪的发展,晶闸管中频电源装置的容量和频率不断
电力能源是国民经济发展最重要的命脉之一,发电企业的优化运营、调度管理水平和效益的提高对整个国家的能源供应和经济发展都至关重要。发电集团公司及分公司生产调度管理信息
基于自然界的启示和飞行器发展的趋势,可变形飞行器这一新的空气动力学概念受到了越来越多的关注。可变形飞行器的基础研究不但对于下一代飞行器研发提供指导,同时也为揭示自然
随着电力系统的发展,HVDC、FACTS等先进技术被大量引入电力系统,互联电网的规模不断扩大,其元件构成也日趋复杂,这对电力系统分析和仿真技术提出更高的要求。基于基波和相量模拟
高熵合金是由多种具有晶格结构的元素(其中每种主要元素都具有较高的原子百分比,约为35%50%)组合而成的新型合金材料。因具有较高的熵值和固溶强化效应,其力学性能优于传统合金
学位
扭动微动是指接触副在承受交变载荷作用下在接触界面间发生的扭动幅度很小的相对运动,其在航空航天业、汽车制造业等领域均广泛存在,是一种不容忽视的失效行为。根据受载情形,微动的失效形式表现为磨损和疲劳两种形式。由于微动损伤的危害日益凸显,因此对其研究显的越发重要。目前,针对微动磨损的研究已十分活跃,在实验和有限元模拟方面均取得了很多成果,尤其是清华大学和西南交通大学等在实验研究方面已进行了大量的探索并形