Поведение деформаций и повреждений многослойных композитных пластин Cu/Al на основе характеристик интерфейса
многослойные композитные пластины Ti/Al,Многослойные композитные пластины Cu/Alи многослойные композитные пластины Mg/Al обладают превосходными комплексными свойствами и широко используются в аэрокосмической, железнодорожной и других областях. Cu и его сплавы обладают такими преимуществами, как высокая проводимость и хорошая формуемость, тогда как Al и его сплавы обладают превосходной коррозионной стойкостью и формуемостью. Ожидается, что слоистые композитные пластины Cu/Al объединят преимущества сплавов Cu и Al и расширят перспективы их применения. Однако зона сопряжения ламинированных композитных пластин
Наличие слоистых композитных пластин Cu/Al делает их склонными к повреждению во время деформации, что влияет на эксплуатационные характеристики компонентов. Актуальным является изучение механизма разрушения слоистых композитных пластин Cu/Al при деформировании. С быстрым развитием современной промышленности растет потребность людей в комплексных характеристиках металлических материалов. Например, при улучшении комплексных характеристик материалов и стремлении к снижению веса однокомпонентный материал трудно обеспечить требуемые комплексные характеристики. Поэтому появились металлослоистые композиционные материалы.
Композитная пластина Cu/Al с типичной слоистой структурой сочетает в себе высокую проводимость и хорошую формуемость Cu с низкой плотностью и коррозионной стойкостью Al и широко используется в таких областях, как аэрокосмическая промышленность и железнодорожный транспорт. Различная морфология интерфейса и соотношение толщины компонентов металлических многослойных композитных пластин оказывают существенное влияние на механические свойства композитных пластин. Координирующее действие элементов сопряжения при деформации, например волнистая морфология сопряжения композитных пластин, полученных сваркой взрывом. Композитные пластины с волнистой морфологией поверхности раздела имеют более высокую прочность на сдвиг во время деформации из-за механического эффекта взаимодействия каждого компонента материала по сравнению с композитными пластинами с плоскими границами раздела. Металлические слоистые композитные пластины склонны к повреждению границ раздела и выходу из строя во время деформации. В настоящее время исследования повреждений композитных пластин в основном сосредоточены на экспериментальных методах, которые позволяют интуитивно изучать поведение материалов при повреждении. Однако экспериментальные методы имеют узкие места в динамическом представлении характеристик истории деформации и поведения разрушения металлических слоистых композитных пластин на микромасштабе. Метод конечных элементов позволяет создавать модели деформации материала в реальных условиях, что позволяет точно анализировать характеристики истории деформации и поведение при разрушении слоистых композитных пластин.
Металлические слоистые композитные пластины обладают преимуществами комплексного использования различных составляющих металлов и широко используются в таких областях, как аэрокосмическая промышленность и железнодорожный транспорт. Среди них наиболее типичным методом, позволяющим одновременно повысить прочность и пластичность металлических материалов, является слоистая конфигурация. Он может преодолеть перевернутую взаимосвязь между прочностью и пластичностью и добиться хорошего соответствия между ними, что привлекло большое внимание ученых. Механические свойства интерметаллидов в межфазной зоне пластин слоистых композитов Cu/Al также существенно отличаются от свойств металлической матрицы. В процессе деформации интерфейс может координировать деформацию металлов с обеих сторон. Однако из-за существования интерфейсных характеристик компоненты склонны к повреждениям и дефектам при холодной пластической деформации, что серьезно влияет на их безопасную эксплуатацию. Это существенно ограничивает их широкое применение и становится техническим узким местом. Поэтому актуальным является проведение исследований по изучению корреляции между поведением и механизмом повреждения при ограничении согласования характеристик интерфейса. Это стало ключевой фундаментальной научной проблемой, которую необходимо решать при исследовании, разработке и применении технологии формирования гетерогенных металлических слоистых композитных пластин.
Путем изучения характеристик интерфейса металлических слоистых композитных пластин Cu/Al точно получены параметры повреждения материала каждого слоя и установлена конечно-элементная модель слоистых композитных пластин Cu/Al с учетом зоны влияния интерфейса. Механизм зарождения и распространения трещин в слоистых композитных пластинах Cu/Al изучается посредством испытаний на растяжение на месте и моделирования методом конечных элементов, раскрывая механизм деформации материалов по обе стороны координации интерфейсных ограничений. Результаты эксперимента могут быть использованы для оптимизации процесса производства компонентов пластин из слоистого композита Cu/Al на более позднем этапе, предотвращения повреждения формованных деталей и улучшения эксплуатационных характеристик формованных деталей. Результаты исследований не только обогащают технологию и теорию формовки металлических слоистых композиционных пластин, но и имеют важное научное значение для развития и совершенствования теории и технологии формовки деталей.
