Deformation och skadebeteende hos Cu/Al-skiktade kompositplattor baserat på gränssnittsegenskaper
Ti/Al-skiktade kompositplattor,Cu/Al skiktade kompositplattor, och Mg/Al-skiktade kompositplattor har utmärkta omfattande egenskaper och används i stor utsträckning inom flyg-, järnvägstransit och andra områden. Cu och dess legeringar har fördelar som hög ledningsförmåga och god formbarhet, medan Al och dess legeringar har utmärkt korrosionsbeständighet och formbarhet. Cu/Al-skiktade kompositplattor förväntas kombinera fördelarna med Cu- och Al-legeringar och bredda deras användningsmöjligheter. Emellertid gränssnittszonen för laminerade kompositplattor
Förekomsten av Cu/Al-skiktade kompositplattor gör dem benägna att skadas under deformation, vilket påverkar komponenternas serviceprestanda. Det är angeläget att studera skadebeteendemekanismen för Cu/Al-skiktade kompositplattor under deformation. Med den snabba utvecklingen av modern industri ökar människors efterfrågan på omfattande prestanda för metallmaterial. Till exempel, samtidigt som man förbättrar den omfattande prestandan hos material och strävar efter lättvikt, är ett enkomponentmaterial svårt att uppfylla den nödvändiga omfattande prestanda. Därför har metallskiktade kompositmaterial uppstått.
Cu/Al-kompositplattan med en typisk skiktad struktur kombinerar den höga ledningsförmågan och goda formbarheten hos Cu med den låga densiteten och korrosionsbeständigheten hos Al, och används i stor utsträckning inom områden som flyg- och järnvägstransit. De olika gränssnittsmorfologierna och komponenttjockleksförhållandena för metallskiktade kompositplattor har en betydande inverkan på de mekaniska egenskaperna hos kompositplattorna. Den koordinerande effekten av gränssnittselement under deformation, såsom den vågiga gränsytans morfologi hos kompositplattor framställda genom explosiv svetsning. Kompositplattor med vågig gränssnittsmorfologi har högre skjuvhållfasthet under deformation på grund av den mekaniska sammanlåsningseffekten av varje komponentmaterial jämfört med kompositplattor med plana gränssnitt. Metallskiktade kompositplattor är benägna att skada gränssnitt och fel under deformation. För närvarande fokuserar forskningen på skador på kompositplattor främst på experimentella metoder, som intuitivt kan studera materials skadebeteende. Experimentella metoder har dock flaskhalsar när det gäller att dynamiskt presentera deformationshistorikens egenskaper och skadebrottsbeteende hos metallskiktade kompositplattor i mikroskala. Finita elementmetoden kan etablera materialdeformationsmodeller under faktiska förhållanden, vilket gör det möjligt att noggrant analysera deformationshistorikens egenskaper och skadebrottsbeteende hos skiktade kompositplattor.
Metallskiktade kompositplattor har fördelarna med omfattande användning av olika komponentmetaller och används i stor utsträckning inom områden som flyg- och järnvägstransporter. Bland dem är skiktad konfiguration den mest typiska metoden som samtidigt kan förbättra styrkan och plasticiteten hos metallmaterial. Det kan övervinna det omvända förhållandet mellan styrka och plasticitet och uppnå en bra matchning mellan de två, vilket har väckt stor uppmärksamhet från forskare. De mekaniska egenskaperna hos intermetalliska föreningar i gränsytan för Cu/Al-skiktade kompositplattor skiljer sig också väsentligt från metallmatrisens. Under deformationsprocessen kan gränssnittet koordinera deformationen av metaller på båda sidor. Men på grund av förekomsten av gränssnittsegenskaper är komponenterna benägna att skadas och defekter under kall plastisk deformation, vilket allvarligt påverkar deras säkra serviceprestanda. Detta begränsar avsevärt deras breda tillämpning och blir en teknisk flaskhals. Därför är det angeläget att bedriva forskning om korrelationen mellan skadebeteende och skademekanism under begränsningskoordinering av gränssnittsegenskaper. Detta har blivit ett centralt grundläggande vetenskapligt problem som måste åtgärdas vid forskning, utveckling och tillämpning av heterogen metallskiktad kompositplattformningsteknik.
Genom att studera gränssnittsegenskaperna hos Cu/Al-metallskiktade kompositplattor erhålls skadeparametrarna för varje skiktmaterial noggrant, och en finita elementmodell av Cu/Al-skiktade kompositplattor etableras med hänsyn till gränsytans påverkanszon. Sprickinitierings- och fortplantningsmekanismen för Cu/Al-skiktade kompositplattor studeras genom in-situ dragtester och finita element-simuleringar, vilket avslöjar deformationsmekanismen för material på båda sidor av gränssnittets begränsningskoordination. De experimentella resultaten kan användas för att optimera produktionsprocessen av Cu/Al-skiktade kompositplattor i ett senare skede, undvika skador på de formade delarna och förbättra serviceprestandan för de formade delarna. Forskningsresultaten berikar inte bara formningstekniken och teorin för metallskiktade kompositplattor, utan har också viktig vetenskaplig betydelse för utveckling och förbättring av komponentformningsteori och teknologi.
