AZ91鎂合金初始屈服行為和后繼加載屈服行為研究.pdf

1、作為新興金屬材料，鎂合金越來(lái)越受到人們的重視。一系列具有優(yōu)良性能的鎂合金被研究者們開發(fā)出來(lái)，并投入到實(shí)際應(yīng)用中。如今鎂合金已廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天、3C電子產(chǎn)品和醫(yī)療等領(lǐng)域。人們對(duì)鎂合金的需求量也逐年遞增，鎂合金巨大的應(yīng)用潛力正被不斷挖掘出來(lái)。
　　作為最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，鎂合金的服役環(huán)境往往比較復(fù)雜。為了更加科學(xué)合理的應(yīng)用鎂合金，充分發(fā)揮鎂合金的優(yōu)勢(shì)，需要對(duì)鎂合金進(jìn)行更加深入的研究。作為重要力學(xué)性能指標(biāo)之一，材料的屈服強(qiáng)度一直

2、是人們關(guān)心的對(duì)象。大量研究表明，韌性金屬材料大都符合Mises屈服準(zhǔn)則。鎂合金由于其特殊的密排六方晶格結(jié)構(gòu)，常溫下可啟動(dòng)滑移系較少，塑性變形機(jī)理十分復(fù)雜，適用哪種屈服準(zhǔn)則還無(wú)定論?；诖?，本文開展的主要工作為：（1）AZ91鎂合金初始屈服行為的實(shí)驗(yàn)研究；（2）采用現(xiàn)有屈服準(zhǔn)則理論屈服面與實(shí)驗(yàn)初始屈服面對(duì)比，確定AZ91鎂合金符合的屈服準(zhǔn)則；（3）AZ91鎂合金屈服后加載面函數(shù)的推導(dǎo)及驗(yàn)證。
　　采用壓剪試件（SCS）法進(jìn)行壓剪復(fù)合

3、加載實(shí)驗(yàn)，得到AZ91鎂合金在復(fù)雜加載狀態(tài)下的力學(xué)響應(yīng)。同時(shí)進(jìn)行了單軸拉伸、單軸壓縮和“帽型”剪切試驗(yàn)，對(duì)AZ91初始屈服面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量?？紤]到應(yīng)變率對(duì)材料力學(xué)行為的影響，所有的實(shí)驗(yàn)都設(shè)計(jì)了三種加載速度，分別為4.8mm/s，48mm/s,480mm/s。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)力應(yīng)變曲線的觀察可以發(fā)現(xiàn)，AZ91鎂合金具有明顯的應(yīng)變率敏感性。在彈性階段，隨著應(yīng)變率的增大，彈性模量變小，屈服強(qiáng)度下降；在塑性階段，隨著應(yīng)變率的增大，材料應(yīng)變硬化率提高。

4、
　　整理不同加載條件下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到AZ91鎂合金實(shí)驗(yàn)初始屈服軌跡。將其與現(xiàn)有屈服準(zhǔn)則理論初始屈服面對(duì)比，發(fā)現(xiàn)橢圓屈服準(zhǔn)則理論屈服面和實(shí)驗(yàn)屈服軌跡擬合的較好，可以采用橢圓屈服準(zhǔn)則來(lái)判斷AZ91鎂合金是否屈服。在確定了AZ91鎂合金初始屈服面的函數(shù)表達(dá)式后，基于等向強(qiáng)化假設(shè)，引入多項(xiàng)式函數(shù)擬合拉伸、壓縮、剪切變形的塑性應(yīng)力應(yīng)變曲線，推導(dǎo)出AZ91鎂合金的后繼加載面演化函數(shù)，并用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)其可靠性。在此基礎(chǔ)上，考慮應(yīng)變率對(duì)材料力