| 基于界面影响区特征的铜/铝复合板损伤行为研究 |
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| 引用本文： | 蒋经轩,皇涛,陈拂晓,郭晓晓,郭俊卿,相楠,邢兵辉,肖志涛.基于界面影响区特征的铜/铝复合板损伤行为研究[J].精密成形工程,2023,15(7):120-128. |
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| 作者姓名： | 蒋经轩 皇涛 陈拂晓 郭晓晓 郭俊卿 相楠 邢兵辉 肖志涛 |
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| 作者单位： | 河南科技大学 材料科学与工程学院，河南 洛阳 471023;有色金属共性技术河南省协同创新中心，河南 洛阳 471023;第一拖拉机股份有限公司铸锻厂，河南 洛阳 471003 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(52175314，51875176);河南省自然科学基金优秀青年基金(202300410122) |
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| 摘 要： | 目的 基于Cohesive–GTN模型建立考虑了界面影响区的铜/铝复合板有限元损伤模型，研究铜/铝复合板塑性变形的损伤演化行为，精细化分析金属层状复合板的损伤机理。方法 采用拉伸试验机、显微硬度计、EDS能谱仪、扫描电镜等测试手段，结合试验模拟，将获取的参数输入ABAQUS有限元软件中并对模拟结果进行研究分析。结果 基于试验法确定了界面区的宽度约为3 μm，铜侧界面影响区宽度约为50 μm，铝侧界面影响区宽度约为100 μm。当塑性变形量逐步增加时，铜层材料较早发生损伤断裂，之后铝层进入集中失稳阶段，主裂纹贯穿铝层直至复合板材料整体发生断裂。此外，各异质层材料内部孔洞的体积分数不断增大，达到材料失效时的孔洞体积分数，材料发生损伤失效。结论 基于Cohesive–GTN模型建立考虑了界面影响区的铜/铝层状复合板有限元损伤模型，并结合试验验证了模型的合理性和可靠性。在考虑了界面影响区的基础上，研究了铜/铝复合板塑性变形损伤演化行为，揭示了铜/铝复合板塑性变形损伤机制，为后续金属复合板的损伤分析提供更为精细化的建模方法。
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| 关 键 词： | 铜/铝层状复合板 界面影响区 结合区 塑性变形机制 有限元损伤模型 |
Damage Behavior Based on Characteristics of Interface Affected Zone of Cu/Al Laminated Composite |
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| JIANG Jing-xuan,HUANG Tao,CHEN Fu-xiao,GUO Xiao-xiao,GUO Jun-qing,XIANG Nan,XING Bing-hui,XIAO Zhi-tao.Damage Behavior Based on Characteristics of Interface Affected Zone of Cu/Al Laminated Composite[J].Journal of Netshape Forming Engineering,2023,15(7):120-128. |
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| Authors: | JIANG Jing-xuan HUANG Tao CHEN Fu-xiao GUO Xiao-xiao GUO Jun-qing XIANG Nan XING Bing-hui XIAO Zhi-tao |
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| Affiliation: | School of Materials Science and Engineering, Henan University of Science and Technology, Henan Luoyang 471023, China;Collaborative Innovation Center of Nonferrous Metals of Henan Province, Henan Luoyang 471023, China;Casting and Forging Plant of First Tractor Co., Ltd., Henan Luoyang 471003, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | Cu/Al laminated composite interface affected zone (IAZ) interface plastic deformation mechanism finite element damage model |
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