基于剪切应力状态TC4钛合金不同应变率下的硬化行为研究

TC4钛合金广泛应用于制造飞机机身、机翼结构中的各种梁、接头、隔框和航空发动机风扇叶片、压气机叶片等部件。在风扇或者压气机叶片冲击机匣的过程中，叶片与机匣会经受强冲击载荷、高应变率、大变形物理过程，因此研究TC4钛合金的动态本构关系及损伤模型对发动机机匣包容性数值仿真有重要意义。为了表征TC4钛合金在剪切应力状态下的应变率效应，分别使用电子万能拉伸试验机和高速液压伺服试验机在常温下对TC4剪切试件进行拉伸试验。采用逆向工程的方法采用冯·米塞斯屈服准则，对Swift-Voce硬化方程的参数进行标定，发现剪切应力状态下TC4具有明显的应变率效应。结果表明，TC4钛合金不同应变率的硬化曲线演化趋势基本相似，从模拟中提取的力-位移曲线和试验的良好吻合，验证了逆向工程优化硬化曲线的准确性，可用于指导工程实践。