本文關(guān)鍵詞：AZ91鎂合金初始屈服行為和后繼加載屈服行為研究

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【摘要】：作為新興金屬材料,鎂合金越來越受到人們的重視。一系列具有優(yōu)良性能的鎂合金被研究者們開發(fā)出來,并投入到實際應(yīng)用中。如今鎂合金已廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天、3C電子產(chǎn)品和醫(yī)療等領(lǐng)域。人們對鎂合金的需求量也逐年遞增,鎂合金巨大的應(yīng)用潛力正被不斷挖掘出來。作為最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料,鎂合金的服役環(huán)境往往比較復(fù)雜。為了更加科學(xué)合理的應(yīng)用鎂合金,充分發(fā)揮鎂合金的優(yōu)勢,需要對鎂合金進行更加深入的研究。作為重要力學(xué)性能指標(biāo)之一,材料的屈服強度一直是人們關(guān)心的對象。大量研究表明,韌性金屬材料大都符合Mises屈服準(zhǔn)則。鎂合金由于其特殊的密排六方晶格結(jié)構(gòu),常溫下可啟動滑移系較少,塑性變形機理十分復(fù)雜,適用哪種屈服準(zhǔn)則還無定論�；诖�,本文開展的主要工作為:(1)AZ91鎂合金初始屈服行為的實驗研究;(2)采用現(xiàn)有屈服準(zhǔn)則理論屈服面與實驗初始屈服面對比,確定AZ91鎂合金符合的屈服準(zhǔn)則;(3)AZ91鎂合金屈服后加載面函數(shù)的推導(dǎo)及驗證。采用壓剪試件(SCS)法進行壓剪復(fù)合加載實驗,得到AZ91鎂合金在復(fù)雜加載狀態(tài)下的力學(xué)響應(yīng)。同時進行了單軸拉伸、單軸壓縮和“帽型”剪切試驗,對AZ91初始屈服面進行實驗測量�？紤]到應(yīng)變率對材料力學(xué)行為的影響,所有的實驗都設(shè)計了三種加載速度,分別為4.8mm/s,48mm/s,480mm/s。通過對實驗應(yīng)力應(yīng)變曲線的觀察可以發(fā)現(xiàn),AZ91鎂合金具有明顯的應(yīng)變率敏感性。在彈性階段,隨著應(yīng)變率的增大,彈性模量變小,屈服強度下降;在塑性階段,隨著應(yīng)變率的增大,材料應(yīng)變硬化率提高。整理不同加載條件下的實驗數(shù)據(jù),得到AZ91鎂合金實驗初始屈服軌跡。將其與現(xiàn)有屈服準(zhǔn)則理論初始屈服面對比,發(fā)現(xiàn)橢圓屈服準(zhǔn)則理論屈服面和實驗屈服軌跡擬合的較好,可以采用橢圓屈服準(zhǔn)則來判斷AZ91鎂合金是否屈服。在確定了AZ91鎂合金初始屈服面的函數(shù)表達式后,基于等向強化假設(shè),引入多項式函數(shù)擬合拉伸、壓縮、剪切變形的塑性應(yīng)力應(yīng)變曲線,推導(dǎo)出AZ91鎂合金的后繼加載面演化函數(shù),并用實驗數(shù)據(jù)檢驗其可靠性。在此基礎(chǔ)上,考慮應(yīng)變率對材料力學(xué)響應(yīng)的影響,提出了應(yīng)變率相關(guān)的后繼加載面演化函數(shù),并驗證其可靠性。從而本文基于實驗和理論推導(dǎo),建立了常溫下AZ91鎂合金率相關(guān)的后繼加載面的演化函數(shù),可對材料在復(fù)雜加載方式下的力學(xué)行為進行預(yù)測,為AZ91鎂合金的應(yīng)用設(shè)計提供了一定的理論支持。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG146.22;O344.1

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本文編號：1257738