ИСТИНА

Исследование определяющих соотношений и критериев разрушения авиационных материалов ВТ20, ВТ3-1, ВТ8-1 и 15Х16К5Н2МВФАБ-Ш в условиях высокоскоростного деформирования.

DI investigation of determining ratios and destruction criteria of VT20, VT3-1, VT8-1 and 15X16K5H2MBFAB-SH aviation materials under conditions of high-speed deformation.

Целью работы являлось численно-экспериментальное исследование статических и динамических свойств авиационных материалов, а именно: титановых сплавов ВТ3-1, ВТ8-1, ВТ20 и стали 15Х16К5Н2МВФАБ-Ш. Задачами исследования были: • проведение статических испытаний на растяжение и кручение сплошных круговых цилиндрических образцов из указанных материалов, определение диаграмм нагружения, связывающих между собой интенсивности истинных напряжений и пластических деформаций, а также идентификация предельных деформационных параметров в зависимости от вида напряженно-деформированного состояния; • проведение динамических испытаний по методу Кольского и его модификациям в экспериментах на сжатие, растяжение и сдвиг в условиях высокоскоростного нагружения со скоростями деформаций порядка 1000 обратных секунд, определение динамических диаграмм нагружения и предельных параметров испытуемых материалов в зависимости от вида напряженно-деформированного состояния; • проведение баллистических ударных тестов по пробитию твердыми ударниками мишеней-пластин различных толщин из испытуемых материалов.

Проведено экспериментально-вычислительное исследование статического и динамического поведения характерных авиационных материалов: титановых сплавов ВТ20, ВТ3-1, ВТ8-1 и стали 15Х16К5Н2МВФАБ-Ш, а именно: • проведены статические натурные и виртуальные испытания на растяжение и кручение сплошных круговых цилиндрических образцов из указанных материалов, определены диаграммы нагружения, связывающие между собой интенсивности истинных напряжений и пластических деформаций, а также идентифицированы предельные деформационные параметры в зависимости от вида напряженно-деформированного состояния; • проведены натурные и виртуальные динамические испытания по методу Кольского и его модификациям в экспериментах на сжатие, растяжение и сдвиг в условиях высокоскоростного нагружения со скоростями деформаций порядка 1000 обратных секунд, определены динамические нагружения и предельные параметры испытуемых материалов в зависимости от вида напряженно-деформированного состояния; • проведены натурные и виртуальные баллистические ударные тесты по пробитию твердыми ударниками мишеней-пластин различных толщин из испытуемых материалов. По результатам проведенного исследования сделаны следующие выводы: • для всех исследуемых материалов наблюдается существенное отличие динамических диаграмм нагружения от статических (эффект скоростного упрочнения - до 30%); • отмечен более сложный характер скоростного упрочнения по сравнению с классическими (например, моделью Джонсона=Кука), а именно, увеличение предела текучести при возрастании скорости деформаций и, одновременно, выполаживание диаграммы нагружения, т.е. уменьшение касательного модуля; • наблюдалось различие (до 15%) в диаграммах нагружения, полученных в экспериментах с различным видом НДС (растяжение, сжатие, кручение-сдвиг), как в статике, так и в динамике; • установлена зависимость предельных параметров материалов от вида НДС и скорости деформаций. В целом, проведенное экспериментальное исследование представляет собой важный этап на пути построения новых, более надежных моделей, рассмотренных в нем материалов в условиях высокоскоростного деформирования, а полученные в нем результаты позволяют существенно уточнить уже имеющиеся.