Ponašanje deformacija i oštećenja Cu/Al slojevitih kompozitnih ploča na osnovu karakteristika interfejsa
Ti/Al slojevite kompozitne ploče,Cu/Al slojevite kompozitne ploče, i Mg/Al slojevite kompozitne ploče imaju izvrsna sveobuhvatna svojstva i naširoko se koriste u svemirskom, željezničkom tranzitu i drugim poljima. Cu i njegove legure imaju prednosti kao što su visoka provodljivost i dobra formabilnost, dok Al i njegove legure imaju odličnu otpornost na koroziju i sposobnost oblikovanja. Očekuje se da će Cu/Al slojevite kompozitne ploče kombinirati prednosti Cu i Al legura i proširiti izglede njihove primjene. Međutim, zona sučelja laminiranih kompozitnih ploča
Postojanje Cu/Al slojevitih kompozitnih ploča čini ih podložnim oštećenju tokom deformacije, što utječe na radni učinak komponenti. Hitno je proučiti mehanizam ponašanja oštećenja Cu/Al slojevitih kompozitnih ploča tokom deformacije. Sa brzim razvojem moderne industrije, potražnja ljudi za sveobuhvatnim performansama metalnih materijala raste. Na primjer, dok se poboljšavaju sveobuhvatne performanse materijala i teži laganoj težini, jednokomponentnom materijalu je teško ispuniti potrebne sveobuhvatne performanse. Stoga su se pojavili kompozitni materijali sa slojevima metala.
Cu/Al kompozitna ploča sa tipičnom slojevitom strukturom kombinuje visoku provodljivost i dobru formabilnost Cu sa niskom gustinom i otpornošću na koroziju Al, i široko se koristi u oblastima kao što su vazduhoplovstvo i tranzit železnicom. Različite morfologije interfejsa i omjeri debljina komponenti metalnih slojevitih kompozitnih ploča imaju značajan utjecaj na mehanička svojstva kompozitnih ploča. Koordinirajući efekat među elementima tokom deformacije, kao što je talasna morfologija međusloja kompozitnih ploča pripremljenih eksplozivnim zavarivanjem. Kompozitne ploče s valovitom morfologijom sučelja imaju veću otpornost na smicanje tijekom deformacije zbog mehaničkog efekta međusobnog blokiranja svakog sastavnog materijala u usporedbi s kompozitnim pločama s ravnim sučeljima. Metalne slojevite kompozitne ploče su sklone oštećenju površine i kvaru tokom deformacije. Trenutno se istraživanja oštećenja kompozitnih ploča uglavnom fokusiraju na eksperimentalne metode, koje mogu intuitivno proučavati ponašanje materijala prilikom oštećenja. Međutim, eksperimentalne metode imaju uska grla u dinamičkom predstavljanju karakteristika povijesti deformacija i ponašanja loma oštećenja metalnih slojevitih kompozitnih ploča na mikroskali. Metoda konačnih elemenata može uspostaviti modele deformacije materijala u stvarnim uvjetima, što omogućava preciznu analizu karakteristika povijesti deformacija i ponašanja loma oštećenja slojevitih kompozitnih ploča.
Metalne slojevite kompozitne ploče imaju prednosti sveobuhvatne upotrebe različitih komponentnih metala i naširoko se koriste u oblastima kao što su vazduhoplovstvo i železnički transport. Među njima, slojevita konfiguracija je najtipičnija metoda koja može istovremeno poboljšati čvrstoću i plastičnost metalnih materijala. Može prevladati obrnuti odnos između snage i plastičnosti i postići dobar spoj između to dvoje, što je privuklo veliku pažnju naučnika. Mehanička svojstva intermetalnih spojeva u zoni interfejsa Cu/Al slojevitih kompozitnih ploča također se značajno razlikuju od onih metalne matrice. Tokom procesa deformacije, sučelje može koordinirati deformaciju metala s obje strane. Međutim, zbog postojanja karakteristika interfejsa, komponente su podložne oštećenjima i defektima tokom hladnog plastičnog deformisanja, što ozbiljno utiče na njihov siguran radni učinak. To uvelike ograničava njihovu široku primjenu i postaje tehničko usko grlo. Stoga je hitno potrebno provesti istraživanje o korelaciji između ponašanja oštećenja i mehanizma oštećenja pod ograničenom koordinacijom karakteristika interfejsa. Ovo je postao ključni fundamentalni znanstveni problem koji se mora riješiti u istraživanju, razvoju i primjeni tehnologije formiranja heterogenih metalnih slojevitih kompozitnih ploča.
Proučavanjem karakteristika interfejsa Cu/Al metalnih slojevitih kompozitnih ploča, precizno se dobijaju parametri oštećenja materijala svakog sloja i uspostavlja se model konačnih elemenata Cu/Al slojevitih kompozitnih ploča s obzirom na zonu uticaja interfejsa. Mehanizam nastanka i širenja pukotine Cu/Al slojevitih kompozitnih ploča proučavan je ispitivanjem zatezanja na licu mjesta i simulacijama konačnih elemenata, otkrivajući mehanizam deformacije materijala na obje strane koordinacije ograničenja međupovršine. Eksperimentalni rezultati mogu se koristiti za optimizaciju procesa proizvodnje Cu/Al slojevitih kompozitnih pločastih komponenti u kasnijoj fazi, izbjegavanje oštećenja oblikovanih dijelova i poboljšanje performansi servisiranja oblikovanih dijelova. Rezultati istraživanja ne samo da obogaćuju tehnologiju oblikovanja i teoriju metalnih slojevitih kompozitnih ploča, već imaju i značajan naučni značaj za razvoj i unapređenje teorije i tehnologije oblikovanja komponenti.
