Comportamentul la deformare și deteriorare a plăcilor compozite stratificate Cu/Al pe baza caracteristicilor interfeței
Plăci compozite stratificate Ti/Al,Plăci compozite stratificate Cu/Al, și plăcile compozite stratificate Mg/Al au proprietăți complete excelente și sunt utilizate pe scară largă în domeniul aerospațial, al tranzitului feroviar și în alte domenii. Cu și aliajele sale au avantaje precum conductivitate ridicată și formabilitate bună, în timp ce Al și aliajele sale au o rezistență excelentă la coroziune și formabilitate. Plăcile compozite stratificate Cu/Al sunt de așteptat să combine avantajele aliajelor Cu și Al și să le extindă perspectivele de aplicare. Cu toate acestea, zona de interfață a plăcilor compozite laminate
Existența plăcilor compozite stratificate Cu/Al le face predispuse la deteriorare în timpul deformării, ceea ce afectează performanța de serviciu a componentelor. Este urgent să se studieze mecanismul de deteriorare a plăcilor compozite stratificate Cu/Al în timpul deformării. Odată cu dezvoltarea rapidă a industriei moderne, cererea oamenilor pentru performanța cuprinzătoare a materialelor metalice este în creștere. De exemplu, în timp ce se îmbunătățește performanța cuprinzătoare a materialelor și se urmărește greutatea ușoară, un material cu o singură componentă este dificil de îndeplinit performanța completă necesară. Prin urmare, au apărut materiale compozite cu straturi metalice.
Placa compozită Cu/Al cu o structură stratificată tipică combină conductivitatea ridicată și formabilitatea bună a Cu cu densitatea scăzută și rezistența la coroziune a Al și este utilizată pe scară largă în domenii precum transportul aerospațial și feroviar. Diferitele morfologii ale interfeței și rapoartele de grosime a componentelor plăcilor compozite cu straturi metalice au un impact semnificativ asupra proprietăților mecanice ale plăcilor compozite. Efectul de coordonare al elementelor de interfață în timpul deformării, cum ar fi morfologia interfeței ondulate a plăcilor compozite preparate prin sudare explozivă. Plăcile compozite cu morfologie de interfață ondulată au o rezistență la forfecare mai mare în timpul deformării datorită efectului de interblocare mecanică al fiecărui material component în comparație cu plăcile compozite cu interfețe plate. Plăcile compozite cu straturi metalice sunt predispuse la deteriorarea interfeței și la defecțiuni în timpul deformării. În prezent, cercetările privind deteriorarea plăcilor compozite se concentrează în principal pe metode experimentale, care pot studia intuitiv comportamentul la deteriorare a materialelor. Cu toate acestea, metodele experimentale au blocaje în prezentarea dinamică a caracteristicilor istoriei deformării și a comportamentului de rupere a deteriorării plăcilor compozite cu straturi metalice la microscală. Metoda elementelor finite poate stabili modele de deformare a materialului în condiții reale, făcând posibilă analizarea cu precizie a caracteristicilor istoriei deformațiilor și a comportamentului la rupere a deteriorării plăcilor compozite stratificate.
Plăcile compozite cu straturi metalice au avantajele utilizării cuprinzătoare a diferitelor metale componente și sunt utilizate pe scară largă în domenii precum transportul aerospațial și feroviar. Dintre acestea, configurația stratificată este cea mai tipică metodă care poate îmbunătăți simultan rezistența și plasticitatea materialelor metalice. Poate depăși relația inversată dintre forță și plasticitate și poate realiza o potrivire bună între cele două, ceea ce a atras multă atenție din partea savanților. Proprietățile mecanice ale compușilor intermetalici din zona de interfață a plăcilor compozite stratificate Cu/Al diferă, de asemenea, semnificativ de cele ale matricei metalice. În timpul procesului de deformare, interfața poate coordona deformarea metalelor pe ambele părți. Cu toate acestea, datorită existenței caracteristicilor de interfață, componentele sunt predispuse la deteriorare și defecte în timpul deformării plastice la rece, ceea ce afectează grav performanța lor de serviciu în siguranță. Acest lucru limitează foarte mult aplicarea lor largă și devine un blocaj tehnic. Prin urmare, este urgent să se efectueze cercetări privind corelația dintre comportamentul de deteriorare și mecanismul de deteriorare sub coordonarea constrângerii caracteristicilor interfeței. Aceasta a devenit o problemă științifică fundamentală cheie care trebuie abordată în cercetarea, dezvoltarea și aplicarea tehnologiei de formare a plăcilor compozite stratificate de metal eterogene.
Prin studierea caracteristicilor interfeței plăcilor compozite stratificate cu metal Cu/Al, se obțin cu precizie parametrii de deteriorare ai fiecărui strat de material și se stabilește un model cu elemente finite al plăcilor compozite stratificate Cu/Al având în vedere zona de influență a interfeței. Mecanismul de inițiere și propagare a fisurii al plăcilor compozite stratificate Cu/Al este studiat prin teste de tracțiune in situ și simulări cu elemente finite, dezvăluind mecanismul de deformare a materialelor pe ambele părți ale coordonării constrângerii interfeței. Rezultatele experimentale pot fi utilizate pentru a optimiza procesul de producție a componentelor plăcilor compozite stratificate Cu/Al în etapa ulterioară, pentru a evita deteriorarea pieselor formate și pentru a îmbunătăți performanța de service a pieselor formate. Rezultatele cercetării nu numai că îmbogățesc tehnologia de formare și teoria plăcilor compozite cu straturi metalice, dar au și o importanță științifică importantă pentru dezvoltarea și îmbunătățirea teoriei și tehnologiei de formare a componentelor.
