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《中南大学》 2004年
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Ti-6Al-4V绝热剪切形变中热/力学参量的数值模拟及其剪切带内微观组织演化机制的探讨

程信林  
【摘要】:绝热剪切是金属材料在高应变速率变形条件下常见的一种现象。钛及钛合金由于其 优良的性能被广泛应用于航空、航天等重要工业部门,同时钛对绝热剪切敏感,在高应 变速率形变条件下易产生所谓的绝热剪切带,而关于绝热剪切带内的微观组织演化规律 是人们研究的焦点。 我们在所作的前期工作及国内外的研究成果的基础上,应用C语言程序实现了最小 二乘法拟合热一粘塑性本构方程中待定参数的求解过程;在此基础上应用DEFORM 2D 有限元分析系统对,Ti-6A1-4V绝热剪切过程中的热一力变化历史进行了分析;在数值模 拟结果的基础上,进行了再结晶动力学的分析与计算。 研究结果表明:应用Johnson-Cook热一粘塑性本构模型能够在较大的温度和应变速 率范围内精确地预测Ti-6A1-4V的流变应力;有限元模拟结果揭示了材料在绝热剪切过 程中的热一力学场量的分布规律,这些场量的分布规律不但映证了在绝热剪切形变过程 中应力、应变的高度局域化,同时也在理论上预测了热塑失稳的发生;再结晶动力学的 计算结果表明:在发生绝热剪切过程中,虽然绝热剪切带内的最大绝热湿升大大超过了 O.4Tm,但存随后的冷却过程中温度下降地很快,而使其内温度保持存0.4Tm以上的时间 很短,还不足以在冷却过程中发生静态再结晶,传统的由扩散控制的动态再结晶机制也 不能用来解释其内的微观组织变化。表明在高应变速率变形条件下,扩散不是控制动态 再结晶的唯一因素,应用一种基于力学辅助的动态再结晶机制能够较好地解释其内的微 观组织变化。而关于这种模犁的定量研究将是我们今后工作的重点。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TG115

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【引证文献】
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1 尤振平;钛合金的显微组织与动态性能的关系研究[D];北京有色金属研究总院;2011年
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3 唐林;高应变率下纯铜强迫剪切变形行为研究[D];中南大学;2012年
4 王鹏;60m~3汽提塔用爆炸复合板性能及焊接工艺研究[D];沈阳理工大学;2012年
【参考文献】
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【共引文献】
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10 雷静果,刘平,赵冬梅,田保红,康布熙;CuNiSi合金的时效析出与再结晶[J];兵器材料科学与工程;2004年01期
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5 周景蓉;邹华;陈寿军;;超级双相钢SAF2507+16MnR复合钢板爆炸复合工艺研究[A];中国爆破新技术Ⅱ[C];2008年
6 张磊;胡时胜;吴家俊;;α-钛合金TA6的动态力学性能和剪切现象分析[A];第三届全国爆炸力学实验技术交流会论文集[C];2004年
7 崔云霄;卢芳云;林玉亮;谭多望;陈军;王彦平;;Hopkinson杆动态剪切实验技术综述[A];第四届全国爆炸力学实验技术学术会议论文集[C];2006年
8 郭伟国;;BCC金属的塑性流动特征及本构关系综述[A];第五届全国爆炸力学实验技术学术会议论文集[C];2008年
9 高兴波;;我国消费品零售总额变动的影响因素模型分析[A];北京市第十三次统计科学讨论会论文选编[C];2006年
10 宋婧波;毛卫民;孟利;杨宏;冯惠平;;EBSD对高压阳极含锡铝箔再结晶织构的分析[A];第二届全国背散射电子衍射(EBSD)技术及其应用学术会议暨第六届全国材料科学与图像科技学术会议论文集[C];2007年
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2 潘健怡;铝合金型材挤压的数值模拟及模具结构优化研究[D];华南理工大学;2010年
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6 王长义;高应变速率下镁合金的动态力学行为及变形机制[D];沈阳工业大学;2011年
7 肖轶;重庆市土地利用平衡研究[D];西南大学;2011年
8 刘睿;钛合金动态断裂韧性测试方法及断裂行为的研究[D];北京有色金属研究总院;2010年
9 尤振平;钛合金的显微组织与动态性能的关系研究[D];北京有色金属研究总院;2011年
10 王丽君;桥梁钢热压缩变形动态再结晶行为的双尺度模拟[D];山东大学;2011年
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1 吴琳;锻态TB6钛合金热变形行为研究及加工工艺参数优化[D];南昌航空大学;2010年
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10 赵眉芳;基于ESRI MapObjects的GIS技术构建森林生态效益线性模型空间分析系统[D];华东师范大学;2010年
【同被引文献】
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2 胡昌明,贺红亮,胡时胜;D6AC钢的动态力学性能研究[J];兵器材料科学与工程;2003年02期
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4 苏铁健,王超,李树奎,王富耻;钢的强导比与绝热剪切敏感性关系的研究[J];兵器材料科学与工程;2005年02期
5 王力军,曾建民,顾红,吴一渝;高韧性铝合金LD2的冲击试验的动态分析[J];兵器材料科学与工程;2005年04期
6 冀建平;才鸿年;李树奎;;平板冲击绝热剪切实验的数值模拟研究[J];兵器材料科学与工程;2007年03期
7 倪芳;李树奎;刘金旭;王迎春;;热挤压钨合金动态力学性能及破坏规律研究[J];兵器材料科学与工程;2008年01期
8 鲁世红;何宁;;TC4钛合金动态本构模型与高速切削有限元模拟[J];兵器材料科学与工程;2009年01期
9 姜风春,刘瑞堂,张晓欣;船用945钢的动态力学性能研究[J];兵工学报;2000年03期
10 谭成文,王富耻,刘远宏,苏铁健,李树奎;材料绝热剪切敏感性表征及测试方法研究[J];北京理工大学学报;2004年05期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 尤振平;钛合金的显微组织与动态性能的关系研究[D];北京有色金属研究总院;2011年
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6 朱德智;铝基复合材料在高速粒子撞击作用下的损伤行为[D];哈尔滨工业大学;2009年
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1 刘成文;金属切削加工过程的有限元分析[D];浙江大学;2002年
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4 许泽建;40Cr和30CrMnSiNi2A材料高应变率动态起裂特性的研究[D];西北工业大学;2005年
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6 张华伟;小直径铣刀高速铣削淬硬钢过程动力学仿真与有限元分析[D];广西大学;2005年
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9 张俊旺;双面超薄不锈钢复合板焊接性的研究[D];太原理工大学;2006年
10 卢树斌;高速金属切削加工的数值模拟与分析[D];江苏大学;2006年
【二级引证文献】
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1 张琳;导电加热切削有限元模拟及实验研究[D];大连理工大学;2010年
2 蒋钰钢;高速切削加工过程有限元仿真研究[D];山东大学;2011年
3 张晨;基于J-C模型的Oxley剪切角模型的改进及其应用[D];华中科技大学;2009年
4 刘清华;合金元素含量对Ti-6Al-4V合金动态力学性能的影响[D];北京有色金属研究总院;2012年
5 唐林;高应变率下纯铜强迫剪切变形行为研究[D];中南大学;2012年
6 王显洲;三维断屑槽型车刀片正交切削时切削力建模及其试验研究[D];哈尔滨理工大学;2012年
【二级参考文献】
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2 包合胜 ,王礼立 ,卢维娴;钛合金在低温下的高速变形特性和绝热剪切[J];爆炸与冲击;1989年02期
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10 雍歧龙,白埃民,干勇;稀溶体中第二相质点的Ostwald熟化——Ⅱ.解析解[J];钢铁研究学报;1992年01期
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10 何利舰,张小农;钛及钛合金的表面处理技术新进展[J];上海金属;2005年03期
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3 李淑华;王富耻;张朝晖;许保才;;变形方式对钨合金绝热剪切敏感性的影响[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年
4 施惠基;胡齐阳;;纤维增强金属基复合材料热机械疲劳力学模型研究[A];2000年材料科学与工程新进展(上)——2000年中国材料研讨会论文集[C];2000年
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9 刘海;汤文辉;石志勇;张若棋;;几种沥青混凝土本构关系比较研究[A];第八届全国冲击动力学学术讨论会会议论文集[C];2007年
10 张朝辉;温诗铸;雒建斌;;考虑边界滑移的润滑方程(Ⅰ)——理论推导[A];第七届全国摩擦学大会会议论文集(一)[C];2002年
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1 陈岩;钛及钛合金加工产品生产许可证发放工作启动[N];中国有色金属报;2004年
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4 陈经湛 郎晓营 唐建恒;“白云模式”又见成效 五强联合开拓“钛时代”[N];中国高新技术产业导报;2005年
5 记者 陆星;宝钛股份季报率先亮相[N];证券日报;2003年
6 本报记者 景阳;宝钛股份 中国钛业第一股[N];中国高新技术产业导报;2003年
7 《金周刊》记者 李立红;宝钛攻略 无限风光在“险”峰[N];中国经营报;2002年
8 陈岩;宝钛与宝钢钛市比肩[N];中国有色金属报;2002年
9 记者 苏嵘;西安经济技术开发区步入快速发展轨道[N];陕西日报;2004年
10 毛祖宏;子板块分化整体强于大盘[N];中国有色金属报;2003年
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1 江旭东;高速切削节状切屑形成机理研究[D];吉林大学;2010年
2 段春争;正交切削高强度钢绝热剪切行为的微观机理研究[D];大连理工大学;2005年
3 宋军;应变率敏感材料物理参量的研究及其工程应用[D];清华大学;1990年
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5 刘长春;粘塑性统一本构理论及其在混凝土中的应用[D];大连理工大学;2007年
6 张娟;循环硬化材料高温非比例循环棘轮行为的本构描述及其有限元实现[D];西南交通大学;2006年
7 白宁;无铅钎料的统一型本构模型[D];天津大学;2008年
8 肖诗云;混凝土率型本构模型及其在拱坝动力分析中的应用[D];大连理工大学;2002年
9 高红;无铅钎料Sn-3.5Ag多轴棘轮变形与低周疲劳研究[D];天津大学;2007年
10 刘会群;含钪钛合金的制备及其相关基础问题研究[D];中南大学;2009年
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1 程信林;Ti-6Al-4V绝热剪切形变中热/力学参量的数值模拟及其剪切带内微观组织演化机制的探讨[D];中南大学;2004年
2 李晓明;7075铝合金和Ti-1300钛合金绝热剪切损伤断裂机制[D];中南大学;2010年
3 刘洪波;高强度钢在切削过程中的绝热剪切研究[D];大连理工大学;2001年
4 刘龙飞;颗粒增强金属基复合材料绝热剪切变形局部化中应变梯度效应[D];湘潭大学;2002年
5 倪永中;ANSYS平台下电站材料粘塑性模型的研究及开发[D];华北电力大学(北京);2003年
6 宋一平;钛合金TC4高速铣削的理论和实验研究[D];湖南科技大学;2009年
7 刘宇杰;金属材料的棘轮行为研究[D];西南交通大学;2004年
8 陆晓霞;非经典粘塑性单晶本构关系及其在蠕变—塑性交互作用中之应用[D];重庆大学;2004年
9 徐斌;基于加工图理论的O相合金高温变形机理研究[D];西北工业大学;2007年
10 姜春晓;复合材料液态浸渗挤压过程的有限元模拟[D];西北工业大学;2004年
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