1. المواد التجريبية
يتم أخذ عينة من قطعة اختبار الشد من المادة، ويتم تحديد الحجم وفقًا للمواصفة GB/T 228.1-2010 "اختبار الشد للمواد المعدنية الجزء 1: طريقة اختبار درجة حرارة الغرفة" [8]، كما هو موضح في الشكل 1 طول العينة 300 ملم. تم تصميم ثلاث نسب مركبة متطابقة، مرقمة TB-1، TB-2، وTB-3. كان سمك طبقة القاعدة الفولاذية 10 مم، وسمك طبقة التيتانيوم 2 مم. يظهر الشكل 2 تصميم حجم العينة. وتظهر العينة المقطوعة والمشكله في الشكل 3.
يمكن رؤية توزيع طبقة التيتانيوم وطبقة الفولاذ منخفض الكربون بوضوح من مخطط تنظيم المواد للمقطع العرضي للوحة في الشكل 4.
الشكل 2: رسم تصميمي لحجم العينة
الشكل 3 قطع وتشكيل رسم تخطيطي لقطعة الاختبار الشكل 4 مخطط تنظيمي للمواد المقطعية لقطعة الاختبار
TA2+Q235B لوح مركب من الصلب التيتانيوم المتفجر، مع كسوة صناعية من التيتانيوم النقي
TA2، السمك 2 مم، والطبقة الأساسية مصنوعة من الفولاذ Q235B بسمك 11 مم. ويبين الجدول 1 مؤشرات الأداء الميكانيكي لـ TA2 وQ235B.
وفقًا لـ GB/T 228.1-2010 [8]، قطع الأسلاك TA2+Q235B عينات الشد للألواح المركبة. تم إجراء اختبار الشد على آلة اختبار الكلال الهيدروليكية المؤازرة للكمبيوتر الصغير، وتم إجراء اختبار الكلال ذو النقطة الواحدة على آلة اختبار الكلال MTS810. تم اختيار خمس ضغوط بالتسلسل: 0.5rm، {{10}}.45rm، 0.4rm، 0.35rm، و0.3rm. تم تقليل مستويات الإجهاد تدريجيًا أثناء الاختبار، بتردد موجة جيبية قدره 30 هرتز، ونسبة إجهاد -1، وتردد تحميل 2 × 105 مرات. تم تحليل البنية المجهرية لواجهة اللوحة المركبة المصنوعة من فولاذ التيتانيوم ومراقبتها باستخدام مجهر المعادن Zeiss Axiovert 200MAT.
2. العملية التجريبية
في بداية التحميل، مع زيادة الحمل، تكون العينة ممدودة قليلاً ويظهر المقطع العرضي علامات الانكماش. ومع زيادة الحمل، يزداد تشوه العينة. عند تحميلها إلى الحد الأقصى للقيمة، أظهرت العينة عنقًا وانكسرت في النهاية. أثناء التجربة، كان هناك صوتان مصاحبان للعينة منذ بداية التحميل وحتى الفشل. الأول كان فصل الواجهة الفولاذية المصنوعة من التيتانيوم، والثاني هو كسر العينة. ويمكن ملاحظة أن القاعدة والكسوةألواح مركبة من الصلب التيتانيوميمكن أن تعمل معا أثناء عملية الشد. يتم عرض البيانات المقاسة لكل عينة في الجدول 2. ومن الجدير بالذكر أن أشكال الكسر لجميع العينات متشابهة، وهناك تشوه الانحناء مصحوبًا بالتوتر، والذي يرجع إلى إطلاق الضغط المتبقي في اللوحة. في الوقت نفسه، يُظهر التحليل المجهري للفولاذ TA2+Q235B أن المظهر المجهري على جانبي الطبقة متشابه، مما يشير إلى أن المادتين المعدنيتين تتمتعان باتصال جيد من حيث الترابط.
عندما يكون الانفعال أقل من 8%، يميل ميل المنحنى إلى التسطيح
تشوه العائد البطيء والواضح. وفي الوقت نفسه، مع زيادة نسبة حمل الانفعال للفولاذ، تقل قدرة التشوه تدريجيًا، ويرجع ذلك إلى انخفاض نسبة التيتانيوم في التوتر. ومن خلال القياس تبين أن طول العينة زاد، أولاً في المنتصف، ثم امتد تدريجياً إلى الطرفين. كان إجهاد الطبقة الأساسية والطبقة المركبة هو نفسه، مما يشير إلى تعرضهما لتشوه منسق. من نتائج القياس، يمكن أيضًا ملاحظة أن التشوه في منتصف العينة هو الأكبر، وأن التشوه في المقطع العرضي موحد، مما يشير إلى التشوه المنسق للطبقة الأساسية والطبقة المركبة. عندما تتمدد المادة وتتكسر، فإنها تتحرك على طول مستوى الانزلاق المنزلق، وتظهر البلورات المترسبة كسدادات خلع متقطعة. خلال التجربة حدث تركيز الإجهاد بسبب وجود المسام في المناطق الضعيفة. مع زيادة إجهاد القص، تجمعت المسام وتحولت إلى عنق في النهاية، مما أدى إلى الكسر. من خلال الركيزة ومخطط الشد الجزئي للمادة المركبة يظهر خصائص صلابة واضحة على سطح الكسر، مع وجود عدد معين من الحفر البيضاوية أو الدائرية بأحجام مختلفة على السطح، موزعة بشكل غير متساو في الحجم، مما يشير إلى أن المادة خضعت لتشوه بلاستيكي كبير قبل كسر.
