Поведінка деформації та пошкодження шаруватих композитних пластин Cu/Al на основі характеристик розділу
Ti/Al шаруваті композитні пластини,Cu/Al шаруваті композитні пластини, і багатошарові композитні пластини Mg/Al мають чудові комплексні властивості та широко використовуються в аерокосмічній галузі, залізничному транспорті та інших сферах. Cu та його сплави мають такі переваги, як висока провідність і хороша формувальність, тоді як Al та його сплави мають відмінну стійкість до корозії та формувальність. Очікується, що шаруваті композитні пластини Cu/Al поєднуватимуть переваги сплавів Cu та Al і розширять перспективи їх застосування. Однак зона розділу ламінованих композитних пластин
Наявність шаруватих композитних пластин Cu/Al робить їх схильними до пошкодження під час деформації, що впливає на експлуатаційні характеристики компонентів. Актуальним є дослідження механізму пошкодження шаруватих композитних пластин Cu/Al під час деформації. Зі швидким розвитком сучасної промисловості зростає попит людей на комплексні характеристики металевих матеріалів. Наприклад, незважаючи на покращення комплексних характеристик матеріалів і прагнення до полегшення, однокомпонентний матеріал важко задовольнити необхідні комплексні характеристики. Тому з’явилися металеві шаруваті композитні матеріали.
Композитна пластина Cu/Al із типовою шаруватою структурою поєднує в собі високу провідність і хорошу формувальність Cu з низькою щільністю й стійкістю до корозії Al і широко використовується в таких галузях, як авіакосмічна промисловість і залізничний транспорт. Різні морфології поверхні розділу та співвідношення товщини компонентів композитних пластин із шаруватим металом мають значний вплив на механічні властивості композитних пластин. Координуючий ефект елементів розділу під час деформації, наприклад хвиляста морфологія розділу композитних пластин, виготовлених зварюванням вибухом. Композитні пластини з хвилястою морфологією розділу мають більш високу міцність на зсув під час деформації завдяки ефекту механічного блокування кожного матеріалу компонента порівняно з композитними пластинами з плоскими межами розділу. Металеві шаруваті композитні пластини схильні до пошкодження межі та руйнування під час деформації. В даний час дослідження пошкоджень композитних пластин в основному зосереджені на експериментальних методах, які можуть інтуїтивно вивчати пошкодження поведінки матеріалів. Однак експериментальні методи мають вузькі місця в динамічному представленні характеристик історії деформації та поведінки пошкоджень при руйнуванні металевих шаруватих композитних пластин на мікромасштабі. Метод скінченних елементів може створювати моделі деформації матеріалу в реальних умовах, що дає змогу точно аналізувати характеристики історії деформації та поведінку пошкоджень при руйнуванні шаруватих композитних пластин.
Композитні пластини з шаруватим металом мають переваги повного використання різних металевих компонентів і широко використовуються в таких галузях, як аерокосмічний і залізничний транспорт. Серед них пошарова конфігурація є найбільш типовим методом, який може одночасно підвищити міцність і пластичність металевих матеріалів. Це може подолати перевернуте співвідношення між міцністю та пластичністю та досягти хорошого збігу між ними, що привернуло велику увагу вчених. Механічні властивості інтерметалічних сполук у зоні розділу шаруватих композитних пластин Cu/Al також суттєво відрізняються від металічної матриці. Під час процесу деформації межа розділу може координувати деформацію металів з обох сторін. Однак через наявність характеристик інтерфейсу компоненти схильні до пошкоджень і дефектів під час холодної пластичної деформації, що серйозно впливає на їх безпечну експлуатаційну продуктивність. Це значно обмежує їх широке застосування і стає технічним вузьким місцем. Таким чином, необхідно терміново провести дослідження кореляції між поведінкою пошкодження та механізмом пошкодження при обмеженні координації характеристик інтерфейсу. Це стало ключовою фундаментальною науковою проблемою, яку необхідно вирішити при дослідженні, розробці та застосуванні технології формування гетерогенних металевих шаруватих композитних пластин.
Досліджуючи характеристики розділу шаруватих композитних пластин Cu/Al, можна точно отримати параметри пошкодження кожного матеріалу шару та встановити кінцево-елементну модель шаруватих композитних пластин Cu/Al з урахуванням зони впливу межі розділу. Механізм виникнення та розповсюдження тріщин у шаруватих композитних пластинах Cu/Al вивчається за допомогою випробувань на розтяг на місці та моделювання методом кінцевих елементів, що розкриває механізм деформації матеріалів по обидві сторони від узгодження межі розділу. Експериментальні результати можуть бути використані для оптимізації процесу виробництва шаруватих композитних пластин Cu/Al на пізнішому етапі, щоб уникнути пошкодження формованих деталей і покращити експлуатаційні характеристики формованих деталей. Результати дослідження не тільки збагачують технологію формування та теорію металевих шаруватих композитних пластин, але також мають важливе наукове значення для розвитку та вдосконалення теорії та технології формування компонентів.
