Композитні пластини з титанової сталі може повністю поєднувати чудову стійкість до корозії та термічну стабільність металевого титану, а також високу міцність конструкційної сталі, таким чином поєднуючи переваги металевої оболонки та підкладки, і мати хороші перспективи інженерного застосування. Композитні пластини з титанової сталі, як правило, обробляються вибуховими або прокатними композитними методами. На механічні властивості композитної пластини впливають різні фактори, такі як механічні властивості облицювання та підкладки, властивості межі з’єднання та співвідношення композиту, які часто вимагають спеціальних досліджень.
В даний час вчені провели відповідні дослідження механічних властивостей композитних пластин з титанової сталі з різних точок зору. Xie та ін. вивчено мікроструктуру та механічні властивості вибухових гарячекатаних композитних листів з промислово чистої трубопровідної сталі Ti-X65 за допомогою методів металографічного спостереження та механічних випробувань. Результати показали, що морфологія межі напряму впливає на якість зв’язку між титановим покриттям і сталевою пластиною. Лю та ін. вивчав механічні властивості композитних пластин з титанової сталі за допомогою експериментів і спостерігав морфологію поверхні розділу пластин. Результати показали, що міцність на зсув хвилястих інтерфейсів була вищою, ніж у прямих інтерфейсів. Ban Huiyong та ін. [4] провели монотонні випробування на розтяг, вигин і зсув композитних пластин з титанової сталі TA2/Q235B, і результати показали, що співвідношення композитних пластин з титанової сталі безпосередньо впливає на їх криву напруга-деформація та показники механічних характеристик. Окрім статичних характеристик, механічні характеристики композитних пластин із титанової сталі під час циклічного навантаження також мають вирішальне значення. Однак, згідно з загальнодоступною літературою, на даний момент немає експериментальних результатів щодо гістерезису композитних пластин із титанової сталі під час циклічного навантаження як усередині країни, так і за кордоном.
Щоб дослідити залежність від гістерезису композитних пластин з титанової сталі при циклічному навантаженні, були проведені монотонні випробування на розтяг і випробування на навантаження при шести різних режимах циклічного навантаження, щоб отримати їхні статичні та гістерезисні властивості. Вираз Рамберга Осгуда використовується для підгонки експериментальної скелетної кривої, а пластична конститутивна модель використовується для опису її гістерезисних характеристик. Параметри матеріалу в моделі відкалібровані на основі експериментальних результатів. Нарешті, програмне забезпечення кінцевих елементів ABAQUS було використано для чисельного моделювання процесу циклічного випробування навантаженням.
Композитна пластина з титанової сталі, яка використовується в експерименті, складається з металевого титану TA2 і сталі Q235, які були змішані з вибухом. Номінальна товщина композитних пластин титанової сталі включає чотири види: 11,2 мм, 13,2 мм, 15,2 мм і 17,2 мм. Номінальна товщина титанового шару становить 1,2 мм, утворюючи чотири різні композитні співвідношення. Розміри зразків були розроблені відповідно до посилань [4] і [6], як показано на малюнку 1. Затискну секцію та паралельну секцію кожного зразка було перетворено по дузі кола радіусом 50 мм. Всього було розроблено 28 зразків, у тому числі 4 зразки з монотонним навантаженням і 24 зразки з циклічним навантаженням, усі з яких були оброблені за допомогою різання дротом уздовж напрямку прокатки композитних пластин із титанової сталі.
Щоб запобігти викривленню зразка під час стиснення надто рано під час процесу навантаження та отримати відносно повну криву гістерезису, система навантаження визначається на основі принципу меншого стиснення та поступового просування. Було розроблено шість різних режимів циклічного навантаження (рис. 2), усі з яких навантажувалися відповідно до контролю переміщення. Серед них режими навантаження L1, L4 і L5 були рівноступеневими, а L2, L3 і L6 – рівноамплітудними. Режими навантаження L4 і L5 можуть затримати або навіть уникнути вигину, викликаного стисненням зразка, що призводить до повнішої кривої гістерезису.
