双孔微剪切试验评定铝合金焊接接头局部变形特性*EVALUTIONONLOCALDISTORTIONPROPERTIESOFWELDEDJOINTINALUMINIUMALLOYUSINGDOUBLEHOLESMICROSHEARTEST朱亮**1,2任国松1(1.兰州理工大学材料科学与工程学院,兰州730050；2.甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室,兰州730050)ZHULiang1,2RENGuoSong1(1．CollegeofMaterialsScienceandEngineering,LanzhouUnivofTech,Lanzhou730050，China)(2.StateKeyLaboratoryofGansuAdvancedNon-ferrousMetalMaterials，Lanzhou730050,China)摘要工程上需要得到力学性能不均匀焊接接头的局部特性，提出一种双孔微剪切试验方法，测定焊接接头局部材料塑性流变的特性参数。这种方法通过对两小孔之间的材料小区进行剪切试验，测量其载荷位移曲线。建立双孔微剪切试验的有限元模型,并选择不同屈服应力和加工硬化指数的材料进行大变形有限元模拟,从而给出了材料塑性变形参数与试验载荷位移曲线的相关关系。这样，根据双孔微剪切的试验曲线可以直接得到材料的塑性变形参数。用铝合金挤压型材对这种方法的准确性进行了验证，并对铝合金焊接接头各区的塑性变形性能进行评定。关键词双孔微剪切法焊接接头有限元模拟中图分类号TG407AbstractThelocalmechanicalpropertiesofheterogeneousweldedjointsarerequiredtobeknowninmechanicalengineering.Anewapproach,thatisdoubleholesmicrosheartest,ispresentedfordeterminingthelocalplasticdeformationpropertiesinweldedjoints.Inthistestthematerialbetweentwosmallholeswassheared,andtheload-displacementcurveisobtained.Thefiniteelementmodelingforanalyzingthedeformationprocessofdoubleholesmicrosheartestispresent.Thefiniteelementcomputationwerecarriedoutforvariouscombinationofyieldstressandworkhardeningexponent.Theequationswereconstructedtorelatematerialdeformationpropertiesandload-displacementcurvesfromdoubleholesmicrosheartests.Inthisway,thematerialpropertiescanbeobtaineddirectlyfromtheexperimentalcurvesofdoubleholesmicrosheartest.Theaccuracyofthismethodisvalidatedbyusingaluminiumalloyprofiles.Thelocalplasticdeformationpropertiesinaluminiumalloyweldedjointswereevaluated.Keywordsdouble-holemicrosheartest;weldedjoints;finiteelementsimulationsCorrespondingauthor:ZHULang,E－mail:zhul@lut.cn,Fax:+86-931-2806962TheprojectsupportedbytheMinistryofScienceandTechnologyofChinathroughGrant2004CCA04900.Manuscriptreceived20060821.1引言在焊接接头上，焊缝金属和热影响区的力学性能与母材都有所不同。常规的拉伸试验只能得到接头的整体强度及变形性能,但无法评价接头不同区域的局部力学性能。这些局部性能的信息对改善焊接工艺，提高接头的整体性能有明显的必要性[1,2]；另外，用有限元法对接头的承载能力及变形进行准确分析时，需要输入接头上的各个区域的材料性能。如车辆碰撞模拟的时候,如果忽略了焊接接头的力学不均匀性，不能达到所要求的模拟准确性[3]。在对这种焊接接头进行试验研究和有限元模拟时，需要测定焊接接头各区域的局部变形特性。为了寻求能准确评定材料局部力学性能的方法，已进行了许多研究。硬度试验方法结合有限元计算可以得到材料的力学性能[4，5]。从焊接接头上切取袖珍试样，用拉伸试验测定焊接接头的局部拉伸性能，对试验研究非均匀的和各向异性材料的局部力学性能，这是一个可信的方法，但是制备试样复杂[6]。微剪切试验也用来评定焊接接头的局部强度[7,8]。通过测量焊接接头‘局部参量’来评定焊接接头疲劳性能[9,10]。我们提出了一种双孔微剪切试验方法，无需制备小试样，在被测材料区域打两孔，直*20060821收到初稿。国家重大基础研究前期研究专项(2004CCA04900)**朱亮，1964年12月出生，男，甘肃高台人，汉族。兰州理工大大学材料与工程学院教授，博士生导师。主要从事焊接工艺及设备、材料断裂机理及材料变形行为研究，发表论文50余篇。---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权...