Ti6321钛合金在Taylor杆冲击下的动态断裂微观组织观测

通过固溶处理获得近α型Ti6321钛合金的双态和魏氏组织,研究不同组织对材料在Taylor杆冲击条件下动态损伤和断裂行为的影响。利用Taylor杆对材料进行动态加载,弹体的撞击速度范围为146~228 m/s,结合光学显微镜、扫描电子显微镜和定量金相表征方法对其微观组织演化进行观察分析。结果表明:双态组织的Ti6321合金具有更好的抗冲击性能;双态组织和魏氏组织试样在加载后的显微组织均发生了明显变化,随着冲击加载速度的增加,双态组织的初生α晶粒尺寸由25.3μm减小至16.7μm,次生α相和β相在载荷作用下变形、碎化;对于魏氏组织钛合金,次生α相沿受力方向显著拉长;观察断口可以发现,两种组织试样的断口均可以分为光滑熔融区和韧窝区,两个区域之间的界限并不明显;两种组织试样均发生了绝热剪切破坏,相比于魏氏组织,双态组织Ti6321合金具有较低的绝热剪切敏感性。

炮钢材料动态本构模型及其验证

在温度88~573 K和应变率0.001~2 000 s^(-1)的条件下,通过温度与应变率耦合的静态和动态分离式Hopkinson压杆实验,并以初步获得的炮钢材料动态本构模型基本参数为基础,通过进一步的优化及Taylor杆冲击实验,验证并最终确认了炮钢材料动态本构模型参数,模型预测与实验结果相对误差小于5%.验证结果表明,建立的炮钢材料动态本构模型能真实地反映其动态响应。

固体冲击模拟的轴对称光滑粒子法

为提高光滑粒子(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)法模拟轴对称固体冲击的计算效率,将三维模型简化到二维轴对称平面上;为避免在构造轴对称SPH法过程中对光滑函数进行环向积分,在传统SPH法的基础上通过直接离散的方式,利用导数关系式与SPH法的近似特性,构造在轴对称柱坐标系下具有对称形式的粒子近似方程组.以泰勒杆冲击为例,将该方法的计算结果与实验以及商业软件得到的结果进行对比分析,验证所构造的轴对称SPH法的可靠性和正确性.