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在等径通道角挤压法(ECAP)的基础上,通过对挤压试样的设计,提出一种铜包裹着钛棒的ECAP法,最终成功地制备了1、2、4道次超细晶钛,采用这种方法可以在很小的挤压力下实现UFG-Ti的制备.不但有效抑制了钛棒的碎裂,还避免了挤压杆失稳.通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)观察了各道次UFG-Ti的微观组织,并利用显微硬度计研究了其硬度变化.利用万能试验机和SHPB系统在不同应变率下进行了压缩试验.结果表明,常温下ECAP处理后纯钛的晶粒明显细化,力学性能显著提高,在准静态和动态压缩载荷作用下其流动应力(10％应变处)分别提升了71％和86％.最后研究了UFG-Ti的应变率敏感性,发现UFG-Ti的流动应力对应变率具有较低的依赖性.

关键词: 等径通道角挤压 , 纯钛 , 力学性能 , Hopkinson杆 , 应变率敏感性

两种典型铺层玻璃纤维复合材料的拉伸力学行为

曾智 , 李玉龙 , 郭亚洲 , 陈煊 , 王雷

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2013.3.014

利用电子万能实验机及分离式Hopkinson拉杆对玻璃纤维增强复合材料S4C9-1200/SY14的两种不同铺层角度层合板([0]16和[±45]4S)进行了应变率为10-3～ 103s-1下的单轴拉伸力学性能测试.从应力应变曲线和试样破坏断口分析了材料的应变率效应、纤维损伤和界面脱粘损伤.实验结果表明:[0]16层板破坏时表现出典型的不规则脆性破坏,纤维的损伤具有初始门槛值,而纤维的强化存在应变率门槛效应.[±45]4S层板主要破坏方式是纤维与基体的脱粘,损伤发展近似线性.应变率高于强化门槛时,[±45]4S层板表现出极强的应变率依赖性,极限强度能提高10％～50％.

关键词: 玻璃纤维复合材料 , 应变率效应 , 强化门槛 , 损伤门槛 , 损伤演化

航空常用铝合金动态拉伸力学性能探究

王雷 , 李玉龙 , 索涛 , 郭亚洲

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2013.4.013

利用分离式Hopkinson拉杆设备对五种航空常用铝合金2A12-CZ,2A12-M,2024-T351,7050-T74,7050-T7451进行了室温动态拉伸力学性能探究,并利用电子万能试验机对这五种材料进行了准静态拉伸力学性能测试,得到了五种铝合金在不同应变率下的拉伸真实应力应变曲线.试验结果显示:7050系列铝合金有较高的屈服强度,2A12M抗拉强度则最低.五种航空铝合金都表现出不同程度的正的应变率敏感效应,其中2A12-CZ敏感性最强,7050T7451敏感性最弱.五种铝合金动态拉伸失效应变明显大于准静态拉伸失效应变.2A12M与2024T351有较高的动态拉伸失效应变.在试验结果的基础上,选择Johnson-Cook本构模型,Cowper-Symonds本构模型来拟合这五种材料的动态本构,模型预测与试验结果吻合较好.

关键词: 铝合金 , 动态拉伸 , 应变率敏感性 , 屈服强度 , 本构模拟

复杂应力状态下超细晶材料的塑性

顾阳林 , 郭亚洲 , 赵永好

材料科学与工程学报 doi:10.14136/j.cnki.issn 1673-2812.2015.05.019

本工作通过三维非接触全场应变测量系统(DIC)和有限元模拟(FEM)对比研究了超细晶铜和粗晶铜在拉伸过程中颈缩处的应变和应力分布,比较了在颈缩后的复杂应力状态下超细晶铜和粗晶铜延伸率的差异,实验发现虽然超细晶铜与粗晶铜在工程应力-应变曲线上的断裂延伸率相差较大,但两者颈缩区域的延伸率相当.有限元模拟揭示颈缩区域为三向应力状态,实验设计的缺口试样进一步验证复杂应力状态下超细晶材料的塑性变形能力与粗晶材料相当.复杂应力状态下,超细晶铜内部更多的滑移系被激发,使得超细晶铜的塑性变形能力与粗晶铜相当.

关键词: 颈缩 , 应力应变分布 , 复杂应力状态

复合材料夹芯管胶接连接结构力学特性分析

谈超 , 李玉龙 , 郭亚洲

复合材料学报

针对在航空结构中广泛应用的复合材料蜂窝夹芯圆管中的接头这一最脆弱的部分,发展了一种分析复合材料蜂窝夹芯圆管胶粘接头力学特性的解析模型.该模型根据Gibson修正公式得到了蜂窝芯子的等效弹性参数,再运用经典的复合材料壳理论和线弹性理论得到管接头的控制方程,并通过状态空间法进行求解.运用本文模型,计算了管接头在扭矩和弯矩作用下胶层内的剪应力和剥离应力;同时采用有限元法对模型进行了数值模拟,并将模拟结果与模型计算结果进行了对比,最后分析了搭接长度对胶层内应力的影响.

关键词: 复合材料蜂窝夹芯圆管 , 胶粘搭接管接头 , 应力分析 , 胶层 , 接头设计