TiNi合金圆柱壳径向冲击实验研究:动态响应与吸能特性

0 下载量 7 浏览量 更新于2024-09-04 收藏 558KB PDF 举报
"TiNi相变柱壳的径向冲击特性研究,唐志平,张会杰,采用改进的SHPB装置和高速CCD相机对TiNi合金圆柱壳进行了径向冲击实验,得到了动态载荷位移曲线,并采用数字边界提取技术和纯弯" 这篇论文是关于TiNi相变柱壳在径向冲击下的特性研究,由唐志平和张会杰共同完成,并标注为“首发论文”。实验中,研究人员利用了改进的Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB)装置,这是一种常用于材料动态性能测试的设备,能够模拟快速冲击条件。配合高速CCD相机,他们能够捕捉到TiNi合金圆柱壳在径向冲击下的实时变形情况。 TiNi合金是一种具有形状记忆和超弹性特性的金属材料,因其独特的相变特性而备受关注。在受到冲击时,这种合金可以从一种晶体结构转变为另一种,这一过程称为马氏体相变。在实验中,通过动态载荷位移曲线,研究人员能够了解材料在冲击载荷下的响应,即材料如何随时间和冲击力的变化而变形。 数字边界提取技术被应用于实验数据的处理,这使得研究人员能够精确地分析结构的动态全场变形。通过对结构变形的定量分析,他们发现,尽管受到强烈冲击,TiNi相变柱壳仍具有恢复能力,其加卸载行为呈现出明显的非线性特征,这与材料的相变状态和相变铰的演化紧密相关。 此外,论文还指出,该结构表现出显著的横向抗冲效应。在受到冲击时,它能有效地衰减冲击加速度和冲击载荷,衰减量达到了95%以上,表现出极高的能量吸收效率(42.4%)。这种特性使得TiNi相变柱壳在可重复使用的抗冲装置领域有巨大的应用潜力,例如在防弹材料、航天器保护或汽车安全组件等方面。 关键词包括TiNi柱壳、冲击响应、抗冲吸能、马氏体相变和相变铰,这些都是该研究的核心概念。中图分类号O383则将该研究归类于材料科学的动态力学性质研究领域。 这篇论文揭示了TiNi相变材料在径向冲击下的独特性能,对于理解其动态响应和优化相关工程应用具有重要意义。通过深入的实验研究和数据分析,研究人员提供了关于这种材料在冲击环境下的行为新见解,为未来的设计和应用提供了理论基础。