U型缺口试件微压剪试验及其有限元模拟

• 作者: 王堃 赵锡龙 郑韶先 李渊博
• 来源期刊: 机械工程学报
• 关键词: TC4钛合金 微压剪试验 局部力学性能 U型缺口 有限元模拟
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 材料科学与工程
• 页码范围: 80-86
• 页数: 7页
• 分类号: TG44
• 语种: 中文
• DOI: 10.3901/JME.2021.02.080

摘要

在金属试件背部开U型缺口,利用微压剪试验装置对TC4钛合金薄板进行微区力学性能测试.采用ABAQUS软件建立背部开缺口微压剪试件有限元模型,结合有限元逆向反推技术获得TC4钛合金高三向应力状态下的局部力学性能参数,并分析等效应力和孔洞体积分数的变化规律.结果表明,随着压头的不断下压,试件缺口尖端等效应力不断增加,达到峰值应力1 150 MPa,缺口尖端孔洞体积分数逐渐增加到临界孔洞体积分数后迅速增大并导致试件失效破坏.试件上表面处,其孔洞体积分数较低;随着压头的进一步下压,缺口根部区域等效应力逐渐减小,而试件缺口根部区域和压头边缘区域都表现出较高的孔洞体积分数.当达到峰值载荷时,缺口根部区域路径方向上的应力三轴度从2.28 降到-0.64,孔洞体积分数在缺口根部区域表现为最大值,而在路径末端相对较低,其分布趋势与应力三轴度相似.