高速切削條件下,第一變形區(qū)內(nèi)的工件材料同時發(fā)生壓縮與剪切變形,所以存在同種材料的內(nèi)摩擦。材料內(nèi)摩擦受工件材料的剪切-壓縮屈服應(yīng)力比（τs/σs）直接影響。高速切削條件下,剪切-壓縮復(fù)合變形直接分解研究存在困難。使用動態(tài)力學(xué)實驗,獲得材料的動態(tài)變形特性,并建立材料的本構(gòu)模型,是研究材料高速變形應(yīng)力的一種常用的方法。目前尚沒有合適的高速純剪切變形實驗裝置及其本構(gòu)模型,也沒有基于高速剪切變形的內(nèi)摩擦模型。本文選用鎳白銅B10為研究對象。通過分離式霍普金森壓桿（SHPB）動態(tài)純剪切實驗的研究方法,建立包含應(yīng)變硬化效應(yīng)和應(yīng)變率強化效應(yīng)的B10材料純剪切本構(gòu)模型。本文完成一種新型高應(yīng)變率純剪切實驗裝置的設(shè)計。并使用該裝置完成了B10材料基于SHPB的動態(tài)純剪切實驗,應(yīng)變率范圍為8400～20600s-1;結(jié)合應(yīng)變率10-3S-1下的準(zhǔn)靜態(tài)純剪切實驗,本文經(jīng)過修正建立了包含應(yīng)變硬化和應(yīng)變率強化效應(yīng)項的B10材料純剪切本構(gòu)模型。最終本文結(jié)合已有的B10材料壓縮本構(gòu)模型,根據(jù)（τs/σs）比值完成B10材料剪切-壓縮（內(nèi)摩擦）本構(gòu)模型的建立,并根據(jù)（?）的剪切和壓縮應(yīng)變的經(jīng)驗比值,繪制出B10材料的內(nèi)摩... 

【文章來源】：北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１第一變形區(qū)內(nèi)擠壓變形與剪切變形示意圖??Ｆｉｇ．?１－１?Ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ａｎｄ?ｓｈｅａｒ?ｄｅｆｏｉｒｎａｔｉｏｎ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｐｒｉｍａｒｙ?ｚｏｎｅ．??

圖２－１帽型（ＨＳ）試件結(jié)構(gòu)圖??Ｆｉｇ．２－１?Ｈａｔ－ｓｈａｐｅ?ｓｐｅｃｉｍｅｎ??如圖２－１所示，ＨＳ試件之所以被稱為帽型試件，正如其外觀所示，頭部（即左??側(cè)）有凸起，尾部（即右側(cè)）有凹槽，與帽子相似。圖中有兩種不同設(shè)計的ＨＳ試件，??圖２－１?ｂ?）是最經(jīng)典的ＨＳ試件設(shè)計方式，圖２－１?ａ?）是另外一種較新的ＨＳ試件設(shè)計。??兩種ＨＳ試件獲得高應(yīng)變率剪切變形的原理類似，首先由入射桿內(nèi)的脈沖（應(yīng)力波）??到達(dá)試件，由于透射桿的大質(zhì)量與慣性，沖擊導(dǎo)致ＨＳ試件被壓縮；其次相對于ＨＳ??試件頭部與尾部，試件的剪切區(qū)屬于ＨＳ試件整體結(jié)構(gòu)的薄弱部位，最容易發(fā)生破壞，??試件的壓縮導(dǎo)致試件頭部與尾部的相對位移，剪切變形發(fā)生在試件剪切區(qū)。??其不同在于，圖２－丨ａ）中的ＨＳ試件尺寸ｄｉ＜ｄ２，圖２－１?ｂ?）中的ＨＳ試件尺寸山＞（＾。??兩種帽型試件的剪切原理如圖２－２所示。圖２－２?ａ）中

??剪切區(qū)發(fā)生剪切變形，但剪切區(qū)法向（即圖２－２中縱向）沒有壓力，剪切區(qū)不受壓力，??原理上屬于純剪切變形；圖２－ｌｂ）中，ＨＳ試件尺寸山＞（１２，當(dāng)沖擊到達(dá)時，試件頭部??與尾部發(fā)生相對位移，但由于山＞（１２，試件頭部如同楔子一樣楔入試件尾部，剪切區(qū)??受到擠壓。剪切變形發(fā)生在厚度很薄的剪切區(qū)內(nèi)，屬于受壓縮的剪切變形。??１?３??—＼?￣＼??／?＼?＼?Ｘ?７?????ａ）??７??１?４?，?丄??／?＼?｜＼?＾?７??！?＼?ｆ?＼?／???＼??Ｚ??ｂｆｌ．??／??１－ＳＨＰＢ入射桿，２－ＳＨＰＢ透射桿，３－純剪切剪切區(qū)，４－壓剪切剪切區(qū)??圖２－２兩種帽型（ＨＳ）試件剪切過程原理??Ｆｉｇ．２－２?Ｔｈｅ?ｓｈｅａｒ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ｔｗｏ?ｋｉｎｄ?ｏｆ?ｈａｔ－ｓｈａｐｅ?ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ??圖２－２中的兩種ＨＳ試件都是目前研宄者常用的巧妙改變試件結(jié)構(gòu)的方法，可以??將ＳＨＰＢ設(shè)備的動態(tài)壓縮轉(zhuǎn)化為試件的動態(tài)剪切變形。其應(yīng)用在塑性較弱的各類合金??下均有不錯的效果，但是目前沒有發(fā)現(xiàn)研究者將這種試件設(shè)計使用在塑性較大的材料??上。由于ＳＨＰＢ設(shè)備系統(tǒng)是利用應(yīng)變片收集的脈沖波信號來計算試件材料的塑性變形??性能

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Ti-6Al-4V動態(tài)剪切力學(xué)性能研究[J]. 丁曉燕,許澤建,張煒琪,黃風(fēng)雷.  兵工學(xué)報. 2016(S1)
[2]鋁合金7050高溫流變應(yīng)力特征及本構(gòu)方程[J]. 付秀麗,艾興,萬熠,張松.  武漢理工大學(xué)學(xué)報. 2006(12)

博士論文
[1]高速切削過程絕熱剪切局部化斷裂的飽和極限理論與預(yù)測研究[D]. 谷麗瑤.大連理工大學(xué) 2014



本文編號：3428565