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热处理与冲击响应的深度探索之旅

更新时间: 2024-11-29 09:10:46  查看次数: 15    
当热处理保温 2 小时的时候,AlSi10Mg 合金点阵结构材料的规定抗压强度能达到 39.75MPa,这个比热处理保温 1 小时时的 37.12MPa 要高哦。因为当热处理保温时间到 2 小时,Si 相的析出基本就完成了,这时候能得到最细小且均匀分布在α - Al 基体上的 Si 颗粒相,所以这个时候的 AlSi10Mg 合金点阵结构材料强度是最高的。
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金字塔型 Al 基点阵结构材料有很多很棒的性能,像能量吸收效率高啦,冲击吸能特性很强,衰减应力波的效果也很明显,所以在各种防护领域都用得很多。除了能保温隔热、在包装里防撞、减轻结构重量这些主要功能外,特别是在受到冲击载荷时的保护作用,比其他多孔材料都更厉害。第四章已经研究过热处理前后金字塔型 AlSi10Mg 点阵结构材料在正常工作条件下的准静态力学性能了。为了搞清楚它在受到冲击载荷时的动态响应,在这一章就会用分离式霍普金斯压杆(Split Hopkinson Pressure Bar,简称 SHPB)对热处理前后的金字塔型 AlSi10Mg 点阵结构材料做冲击压缩实验,看看原始 3D 打印状态和热处理工艺条件下,它的压缩应变值会有啥变化,还有应力应变曲线有啥不一样。
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霍普金森压杆在比较高的应变速率(102 到 104 s - 1)的时候能用,它的实验结果能拿来分析材料的力学性能。主要的原理是这样的:在做实验受载的时候,输入杆和输出杆会产生应力波,然后根据杆里应力波传播的信号,去研究杆件和构件断面的位移跟时间有啥关系,最后就能得到构件的应力和应变的关系。
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早在 20 世纪初的时候,这个技术就开始被研究了。Hopkinson J 是根据应力波在弹性杆里的传播信号,在冲击载荷下,通过改变吸能飞片的长度,得出对应的压力脉冲信号,还做出了曲线来显示应力波形状的不同。到 20 世纪 40 年代,分离式霍普金斯压杆就出现了。Kolsky 把实验构件放在输入杆和输出杆这两根实验杆中间,这样就能更方便地得出构件的应力应变曲线,这根杆就叫做 SHPB,也叫 Kolsky 杆。