本文關(guān)鍵詞：鋁合金高速撞擊損傷行為研究

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【摘要】：本文研究了2A12合金及7A09合金的高速撞擊損傷行為,采用Ansys Auto DYN軟件對(duì)高速撞擊裝置進(jìn)行數(shù)值模擬并確定試驗(yàn)參數(shù),利用金相顯微鏡、體式顯微鏡、激光測(cè)距儀和電子拉伸試驗(yàn)機(jī)研究了高速撞擊后鋁合金機(jī)械損傷和力學(xué)性能,利用X射線(xiàn)衍射儀、透射電子顯微鏡和掃描電子顯微鏡探討了鋁合金高速撞擊損傷機(jī)制和拉伸斷裂行為。研究表明,直徑為4mm的鋁合金入射彈丸以3~4km/s的速度撞擊厚度為2mm的鋁合金前板后,穿孔產(chǎn)生的碎片云高速撞擊平行排布的厚度為5mm的鋁合金試樣,前板與試樣間距為100mm,能夠保證在試樣不發(fā)生穿孔和后表面層裂的前提下,獲得撞擊坑尺寸及分布不同的鋁合金試樣。高速撞擊后,鋁合金試樣的拉伸斷口位置與撞擊坑的深度、直徑及撞擊坑位置有關(guān)。隨試樣上斷裂處撞擊坑深度與原始試樣厚度的比值和撞擊坑直徑與原始試樣寬度的比值增加,鋁合金延伸率減小,屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度均無(wú)顯著變化。撞擊坑是鋁合金發(fā)生拉伸斷裂的裂紋源。拉伸斷口存在大量韌窩和撕裂棱,是韌性斷口。同時(shí)發(fā)現(xiàn),2A12合金撞擊坑附近存在高密度的蜷線(xiàn)位錯(cuò)和大量的滑移線(xiàn),7A09合金撞擊坑附近位錯(cuò)密度較大并有位錯(cuò)纏結(jié),表明高速撞擊導(dǎo)致的加工硬化是鋁合金塑性降低的原因;加工硬化與撞擊坑引起的承載面積減小是導(dǎo)致鋁合金強(qiáng)度變化不大的兩個(gè)矛盾因素。
【關(guān)鍵詞】：高速撞擊 鋁合金 撞擊坑 損傷 力學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG146.21
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-23
• 1.1 課題研究背景9
• 1.2 空間碎片的危害及地面模擬技術(shù)9-14
• 1.2.1 微流星體和空間碎片的危害9-12
• 1.2.2 空間碎片撞擊地面模擬試驗(yàn)12-13
• 1.2.3 空間碎片撞擊數(shù)值模擬13-14
• 1.3 空間碎片撞擊損傷及防護(hù)14-20
• 1.3.1 高速撞擊機(jī)械損傷分類(lèi)14-15
• 1.3.2 撞擊坑形成過(guò)程15-16
• 1.3.3 撞擊坑尺寸的影響因素16-20
• 1.4 高速撞擊后金屬材料組織及性能的變化20-22
• 1.4.1 撞擊坑附近組織的變化20-21
• 1.4.2 撞擊后的力學(xué)性能21-22
• 1.5 主要研究?jī)?nèi)容22-23
• 第2章 試驗(yàn)材料及方法23-29
• 2.1 試驗(yàn)材料23-24
• 2.2 高速撞擊過(guò)程數(shù)值模擬24-25
• 2.3 高速撞擊試驗(yàn)25-27
• 2.3.1 高速撞擊試驗(yàn)裝置25
• 2.3.2 高速撞擊試驗(yàn)設(shè)備25-26
• 2.3.3 撞擊坑分布及尺寸觀(guān)察26-27
• 2.4 力學(xué)性能測(cè)試及微觀(guān)結(jié)構(gòu)觀(guān)察27-29
• 2.4.1 拉伸試驗(yàn)27
• 2.4.2 金相組織觀(guān)察27
• 2.4.3 物相分析27-28
• 2.4.4 撞擊坑附近微觀(guān)結(jié)構(gòu)觀(guān)察28
• 2.4.5 撞擊坑形貌及拉伸斷口形貌觀(guān)察28-29
• 第3章 高速撞擊試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)29-41
• 3.1 數(shù)值模擬參數(shù)選擇29-33
• 3.2 高速撞擊試驗(yàn)參數(shù)的選擇33-38
• 3.2.1 前板厚度33-35
• 3.2.2 前后板間距35
• 3.2.3 入射彈丸直徑35-37
• 3.2.4 后板厚度37-38
• 3.3 試樣排布設(shè)計(jì)38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-41
• 第4章 鋁合金經(jīng)高速撞擊后的機(jī)械損傷及力學(xué)性能41-66
• 4.1 2A12 合金高速撞擊損傷41-47
• 4.1.1 碎片速度確定41-43
• 4.1.2 撞擊坑分布情況43-45
• 4.1.3 撞擊坑尺寸分析45-47
• 4.2 2A12 合金高速撞擊后力學(xué)性能47-53
• 4.2.1 原始力學(xué)性能47-48
• 4.2.2 高速撞擊后的力學(xué)性能48-50
• 4.2.3 高速撞擊損傷與力學(xué)性能的關(guān)系50-53
• 4.3 7A09 合金高速撞擊損傷53-59
• 4.3.1 碎片速度確定53-55
• 4.3.2 撞擊坑分布情況55-57
• 4.3.3 撞擊坑尺寸分析57-59
• 4.4 7A09 合金撞擊后力學(xué)性能的變化59-64
• 4.4.1 原始力學(xué)性能59-60
• 4.4.2 高速撞擊后的力學(xué)性能60-61
• 4.2.3 高速撞擊損傷與力學(xué)性能的關(guān)系61-64
• 4.5 本章小結(jié)64-66
• 第5章 鋁合金高速撞擊損傷機(jī)制和拉伸斷裂行為66-85
• 5.1 2A12 合金高速撞擊微觀(guān)損傷分析66-75
• 5.1.1 撞擊坑形貌觀(guān)察66-67
• 5.1.2 撞擊坑附近物相分析67-68
• 5.1.3 撞擊坑附近微觀(guān)結(jié)構(gòu)68-69
• 5.1.4 拉伸斷口觀(guān)察69-74
• 5.1.5 分析與討論74-75
• 5.2 7A09 合金高速撞擊微觀(guān)損傷分析75-83
• 5.2.1 撞擊坑形貌觀(guān)察75-76
• 5.2.2 撞擊坑附近物相分析76-77
• 5.2.3 撞擊坑附近微觀(guān)結(jié)構(gòu)77-78
• 5.2.4 拉伸斷口觀(guān)察78-82
• 5.2.5 分析討論82-83
• 5.3 本章小結(jié)83-85
• 結(jié)論85-86
• 參考文獻(xiàn)86-91
• 致謝91

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 楊繼運(yùn);;二級(jí)輕氣炮模擬空間碎片超高速碰撞試驗(yàn)技術(shù)[J];航天器環(huán)境工程;2006年01期

2 蓋芳芳;劉先應(yīng);劉恂;趙繼濤;;圓柱形彈丸高速撞擊薄板的碎片云特性數(shù)值模擬[J];黑龍江科技學(xué)院學(xué)報(bào);2013年06期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 宋麗紅;空間微小碎片環(huán)境下光學(xué)石英玻璃撞擊效應(yīng)[D];天津大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：574899