目前,隨著航空業(yè)和航天業(yè)的高速發(fā)展,對鋁合金的需求日益增多,對其動態(tài)力學(xué)性能的要求也越加苛刻。同時,近些年飛機(jī)遭受外來物（如飛鳥、冰雹、砂石、金屬塊等）撞擊的事件頻繁發(fā)生。此外,飛機(jī)機(jī)身蒙皮材料主要為6061-T651鋁合金。因此研究該鋁合金的力學(xué)性能及抗外來物沖擊性能,對于飛機(jī)防護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計具有現(xiàn)實意義。在此背景下,國內(nèi)外許多專家學(xué)者們逐漸開始重視鋁合金防護(hù)性能的研究,其中包括鋁合金材料的本構(gòu)模型和失效準(zhǔn)則,以及在外來物撞擊下的抗沖擊性能。但是國內(nèi)外對于6061-T651鋁合金的力學(xué)性能（本構(gòu)模型和失效準(zhǔn)則）及抗沖擊性能的研究相對較少。對此,本文以6061-T651鋁合金為研究對象,進(jìn)行力學(xué)性能和彈道沖擊試驗。由于飛機(jī)蒙皮厚度為2 mm-5 mm之間,因此,本文首先選擇2 mm厚的靶板進(jìn)行彈道沖擊試驗和數(shù)值仿真研究。此外,在彈道沖擊領(lǐng)域,多數(shù)學(xué)者以薄板和中厚度靶板進(jìn)行研究,而對于厚板的研究鮮見報道,因此,本文以20 mm厚的靶板作為研究對象進(jìn)行彈道沖擊試驗和數(shù)值仿真研究。首先,利用萬能材料試驗機(jī)和霍普金森壓桿設(shè)備,分別進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)、高溫和高應(yīng)變率下的材料力學(xué)性能試驗。通過測試試驗發(fā)現(xiàn),... 

【文章來源】：中國民航大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

A380主要用鋁合金分布情況

中國民航大學(xué)碩士學(xué)位論文10第二章6061-T651鋁合金動態(tài)力學(xué)性能測試及材料模型修正2.16061-T651鋁合金材料力學(xué)性能試驗與方法在本文，利用電子萬能材料試驗機(jī)進(jìn)行常溫和高溫準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗，如圖2-1所示。(a)準(zhǔn)靜態(tài)缺口拉伸試驗(b)剪切和平面應(yīng)變拉伸試驗(c)準(zhǔn)靜態(tài)高溫拉伸試驗圖2-1力學(xué)性能測試試驗設(shè)備試驗所用的試樣類型為光滑圓棒、缺口圓棒、平面應(yīng)變、平面剪切和高溫拉伸試樣，其幾何形狀及參數(shù)，如圖2-2所示。對于光滑和缺口圓棒試樣，使用全自動引伸計實時檢測試樣的變形過程，如圖2-1(a)所示。對于平面應(yīng)變和平面剪切試樣，正面與背面均噴涂散斑，基于三維非接觸式實時光學(xué)應(yīng)變場測量技術(shù)(DIC)，同時利用兩個數(shù)碼像機(jī)分別實時采集目標(biāo)區(qū)域，如圖2-1(b)所示。對于高溫拉伸試樣，利用高溫筆在試樣正面點涂散斑，基于DIC技術(shù)并利用一個數(shù)碼相機(jī)實時采集目標(biāo)區(qū)域，如圖2-1(c)所示。利用試樣正面變形的散斑圖像，結(jié)合試驗機(jī)記錄的載荷，求得載荷-位移曲線。對于平面應(yīng)變和平面剪切試樣，采用試樣背面變形的散斑圖像，結(jié)合MatchID-2D軟件計算得到試件的位移場，從而得到試件表面的實時應(yīng)變場(DIC云圖)以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)；對于高溫拉伸試樣，采用試樣正面變形的散斑圖像，利用相同的方法獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)。(a)光滑圓棒試樣(b)平面應(yīng)變試樣

中國民航大學(xué)碩士學(xué)位論文11(c)缺口圓棒試樣(d)剪切試樣(e)高溫拉伸試樣(f)動態(tài)圓柱壓縮試樣圖2-2力學(xué)性能試樣的幾何形狀及參數(shù)2.1.1常溫準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗利用SHIMADZU電子萬能材料試驗機(jī)進(jìn)行常溫準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗，如圖2-1(a)所示。試樣取自厚度為20mm的6061-T651鋁合金材料軋制方向（0°方向），準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試樣為光滑圓棒，幾何參數(shù)如圖2-2(a)所示。試驗過程中，利用全自動引伸計實時檢測準(zhǔn)靜態(tài)光滑圓棒的變形過程。光滑圓棒拉伸試驗標(biāo)距段長度為25mm，拉伸速度為2mm/min，名義應(yīng)變率為1.33×10-3s-1。通過光滑圓棒與缺口圓棒準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗得到工程應(yīng)力-應(yīng)變曲線，如圖2-3所示。其中，R2、R3、R9分別表示缺口圓棒缺口尺寸半徑為2mm、3mm、9mm，R2-1表示為缺口尺寸半徑為2mm圓棒的第1個試驗，其它以此類推。(a)光滑圓棒試樣工程應(yīng)力-應(yīng)變曲線(b)缺口圓棒試樣工程應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖2-3準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗工程應(yīng)力-應(yīng)變曲線剪切試樣與平面應(yīng)變試樣標(biāo)距段分別為30mm和7.5mm，拉伸速度為2mm/min。試驗載

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[10]6061鋁合金熱壓縮變形條件對流變應(yīng)力的影響及其本構(gòu)方程的研究[J]. 趙培峰,任廣升,沈智,徐春國.  塑性工程學(xué)報. 2007(06)

博士論文
[1]金屬動能彈變形與斷裂特性及其機(jī)理研究[D]. 魏剛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[2]雙層金屬靶的抗侵徹性能和Taylor桿的變形與斷裂[D]. 肖新科.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[3]半穿甲戰(zhàn)斗部彈體穿甲效應(yīng)數(shù)值模擬與實驗研究[D]. 陳剛.中國工程物理研究院 2006



本文編號：3368782