通過使用厚度分別為0.10mm的TC4鈦合金和0.05、0.10、0.15mm的TA1工業(yè)純鈦箔制備鈦蜂窩結(jié)構(gòu)件,并對其進(jìn)行平壓試驗,分析了箔厚和蜂窩孔邊長對鈦蜂窩結(jié)構(gòu)承載性能的影響以及蜂窩結(jié)構(gòu)件的失效形式。結(jié)果表明,鈦蜂窩箔厚增加和蜂窩孔邊長減小可提升鈦蜂窩結(jié)構(gòu)的承載性能,TC4鈦合金蜂窩結(jié)構(gòu)件的承載能力明顯高于TA1工業(yè)純鈦蜂窩結(jié)構(gòu)件。所有結(jié)構(gòu)件的坍塌區(qū)域均出現(xiàn)在中部未焊接連接處,失效形式是局部塑性變形且伴有裂紋。 

【文章來源】：特種鑄造及有色合金. 2020,40(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

鈦蜂窩材料結(jié)構(gòu)圖

采用5982型電子萬能材料試驗機(jī)（工作原理見圖2）對鈦蜂窩結(jié)構(gòu)件進(jìn)行室溫下的平壓試驗。鈦蜂窩孔平行于壓力軸的方向，上壓頭對其施加軸向位移載荷，均勻加載，加載速度為1 mm/min，載荷大小為100kN，當(dāng)壓縮量達(dá)到1.50mm時，卸載并完成平壓試驗。利用LEICA DMI 8倒置顯微鏡觀察鈦蜂窩焊接部位雙層壁板形貌；利用JSM-5610LV型掃描電鏡（SEM）觀察鈦蜂窩結(jié)構(gòu)件平壓塑性變形的顯微組織，鈦蜂窩結(jié)構(gòu)件的承載性能采用應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線表征。

圖3為TA1鈦箔不同厚度的蜂窩結(jié)構(gòu)件壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線�？梢钥闯觯伈穸葘︹伔涓C結(jié)構(gòu)的承載能力有較大的影響。當(dāng)蜂窩孔邊長相同時，隨著箔厚的增加，結(jié)構(gòu)件的最大壓縮應(yīng)力逐漸升高，表明箔厚增加，鈦蜂窩結(jié)構(gòu)抵抗壓縮變形的能力提高。由彈性薄板穩(wěn)定理論[10]可知，鈦箔的屈曲臨界載荷與其厚度的平方成正比，因此增加鈦箔厚度，可以增加鈦箔的屈曲臨界載荷，從而提高鈦蜂窩結(jié)構(gòu)件的承載能力。此外，彈性模量是材料受力變形難易的關(guān)鍵因素，彈性模量越大，材料越難變形，承受外力的能力越強(qiáng)[11]。由圖3可知，鈦蜂窩結(jié)構(gòu)件在平壓試驗中發(fā)生了一系列的變形，大致可分為4個階段：(1)彈性屈曲變形階段；(2)塑性屈曲變形階段；(3)鈦蜂窩褶皺失穩(wěn)階段；(4)斷裂+致密強(qiáng)化階段，見圖3b。對于TA1工業(yè)純鈦蜂窩結(jié)構(gòu)件，箔厚分別為0.05、0.10、0.15mm時，對應(yīng)的蜂窩孔不同邊長的彈性模量見表2。由表2可知，在彈性屈曲變形階段，隨著箔厚增加，彈性模量增加，表現(xiàn)出鈦箔越厚蜂窩結(jié)構(gòu)件的承載能力越強(qiáng)的特點(diǎn)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]TC4鈦合金真空釬焊接頭組織與高溫性能[J]. 王剛,吳林志,李鑫,馮吉才.  焊接學(xué)報. 2014(06)
[4]TC1鈦合金蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的釬焊工藝研究與分析[J]. 靜永娟,李曉紅,岳喜山.  航空制造技術(shù). 2012(13)
[5]正六角形蜂窩芯層面內(nèi)等效彈性參數(shù)研究[J]. 陳夢成,陳玳珩.  華東交通大學(xué)學(xué)報. 2010(05)

碩士論文
[1]焊接蜂窩鋁板平壓力學(xué)性能數(shù)值模擬研究[D]. 王塞北.昆明理工大學(xué) 2010
[2]釬焊鋁蜂窩板的研制與力學(xué)性能研究[D]. 李東田.昆明理工大學(xué) 2005



本文編號：3328344