TA2钛动态压缩绝热剪切破坏及有限元模拟

杨阳¹，庞松²，赵枢明¹，陈小虎¹，唐盛明¹，任政¹，刘燕林¹，徐永东¹，付应乾^3,4，董新龙^3,4

1. 中国兵器科学研究院宁波分院2. 上海航天精密机械研究所3. 宁波大学冲击与安全工程教育部重点研究实验室4. 宁波大学机械工程与力学学院

摘 要：绝热剪切是金属材料动态破坏的主要机制之一,用试验和有限元模拟对分离式霍普金森压杆（SHPB）动态压缩过程TA2钛的绝热剪切带形成、发展过程进行研究。通过对回收试样的显微组织金相分析,得到试样中绝热剪切带特征;利用有限元模拟对压缩试样的变形、绝热剪切带形成、发展开展探讨。结果表明:绝热剪切带在空间呈对立的双锥形,裂纹沿绝热剪切带发展,导致试样破坏;基于Johnson-Cook本构模型拟合得到的材料参数,用剪切损伤软化模型描述绝热剪切带形成及发展过程,有限元模拟结果与试验结果符合;有限元模拟结果显示一旦形成绝热剪切带,试样其它部分的变形不再发展,整体应变主要是剪切带贡献,剪切带内温度可达680℃。

关键词：绝热剪切;动态压缩;TA2钛合金;有限元模拟;