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《沈阳工业大学》 2011年
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高应变速率及准静态条件下镁合金变形机制及失效行为研究

李小川  
【摘要】:由于镁合金自身的性能特点,在目前的工程生产中已经得到了广泛的应用。对于镁合金的准静态力学变形行为国内外已经进行了充分的研究,但是关于镁合金的动态力学性能方面的研究还很少,甚至还没有把镁合金的动态力学性能同汽车的高速碰撞这一现实问题结合起来。因而镁合金的动态力学性能的掌握对其实际应用方面有着非常重要的意义。本文主要采用分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson Pressure Bar(SHPB))和分离式霍普金森拉杆(Split Hopkinson Tension Bar(SHTB))来研究镁合金的动态力学性能,以此来分析镁合金的高速变形机制和失效行为,为镁合金的实际应用提供相应理论依据。 本文对挤压态AZ31镁合金分别进行了高速冲击压缩(包括常温和高温),高速冲击拉伸,准静态拉伸及波形整形器的实验研究。应用SHPB研究了挤压态AZ31镁合金在常温下加载方向分别为挤压方向(ED),法向(ND)及横向(TD)的动态力学行为,同时对挤压态AZ31镁合金在高速冲击压缩时动态力学性能各向异性进行了研究;研究了挤压态AZ31镁合金在高温下的温度效应和应变率效应。使用分离式霍普金森拉杆研究了挤压态AZ31镁合金的高速拉伸性能,同时与其准静态拉伸性能进行了比较。本文还研究了波形整形器对SHPB设备加载波形的影响。 实验结果表明:高应变速率下挤压态AZ31镁合金沿ED方向和ND方向有明显的应变率强化现象,而沿TD方向应力对应变速率不敏感;随应变速率的增加,不同载荷方向屈服强度与最大应力值的差值变化程度有所不同,其中沿ND方向差值变化最大,沿TD方向差值变化最少;高速冲击及准静态拉伸作用下,挤压态AZ31镁合金对应变速率是比较敏感的;高温高应变率下温度的热软化效应能够使挤压态AZ31镁合金的应变率强化效应减弱。紫铜做整形器能够减少波的弥散效应,而用透明胶布做整形器能够实现恒应变率加载。
【学位授予单位】:沈阳工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TG146.22

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