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TC4钛合金动态本构关系研究

刘旭阳  
【摘要】: 机匣包容性是衡量航空发动机安全性和可靠性的重要指标。机匣材料的动态本构关系是机匣等部件结构动态响应分析的必要前提。 本文通过试验和数值方法对发动机机匣常用材料TC4钛合金的动态性能进行了研究。使用分离式Hopkinson拉伸试验装置测试了TC4钛合金动态性能,结果表明:该材料在应变率10~(-3) s~(-1)~ 4×10~(-3)s~(-1)范围内都表现出应变率效应,当应变率增加时材料的屈服强度和流动应力明显提高,且动态要远大于静态。在试验数据的基础上拟合了TC4钛合金的Johnson-Cook本构关系和随动塑性本构关系材料参数,随动塑性本构关系对TC4钛合金的动态拉伸性能描述能力较好,而Johnson-Cook本构关系较差。基于LS-DYNA软件和随动塑性本构关系对TC4钛合金的动态拉伸试验过程进行了模拟,试验测应力波与模拟应力波保持一致,验证了模型参数的正确性。 本文的研究结果为TC4钛合金机匣包容的数值仿真工作奠定了基础。


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