钛合金具有高强度重量比、高耐腐蚀性和高熔点等优异性能,已广泛应用于航空航天工业。然而,据推测,通过对钛合金进行涂层处理,可以进一步提高其性能,使其更耐超高速撞击。早期的实验研究表明,用 Ti/SiC 金属基纳米复合材料 (MMNC) 涂覆 Ti-6Al-4V 基材可提高复合材料的抗超高速撞击性能。涂层中 SiC 的体积分数为 7%。这些实验是使用光滑粒子流体动力学 (SPH) 建模方法模拟的。Ti-6Al-4V 基材和 Lexan 弹丸使用了 Johnson-Cook 材料模型。由于缺乏对 MMNC 的详细机械特性,因此使用了双线性弹塑性材料模型来模拟涂层。在本研究中,进行了单参数敏感性分析,以通过与实验弹坑体积的比较来了解 SPH 模型的敏感性。双线性弹塑性材料模型的参数包括弹性模量、泊松比、屈服强度、切线模量和失效应变。对于体积分数为 35% SiC 的 Ti/SiC 金属基纳米复合材料 (MMNC),这些参数的变化范围为各自基准值的 ±5% 和 ±10%,并且可以获得不同应变率下的应力-应变曲线。这些值适用于整个测试速度范围。利用敏感性分析中的参数,结果表明,当没有实验数据时,可以提高 MMNC 的 SPH 建模精度。结果还表明,双线性弹塑性材料模型可用于高应变率下的 MMNC 涂层。
1 Fraunhofer Cluster of Excellence Programmable Materials, 79108 Freiburg im Breisgau, Germany 2 Fraunhofer Institute for Mechanics of Materials IWM, 79108 Freiburg im Breisgau, Germany 3 Lightweight Systems, Saarland University, 66123 Saarbrucken, Germany 4 Fraunhofer Institute for Integrated Circuits IIS, 91058德国Erlangen 5 Fraunhofer机床和成立技术IWU研究所,德累斯顿,德累斯顿,6弗劳恩霍夫非造成的测试研究所IZFP IZFP,66123,德国萨尔布鲁肯,德国 *通信 *通信:); sarah。fincher@izfp.fraunhofer.de(s.c.l.f.)†当前地址:Deggendorf理工学院应用计算机科学学院,德国Deggendorf 94469。‡当前地址:复杂材料研究所,莱布尼兹·伊夫·德累斯顿(Leibniz ifw Dresden),德国德累斯顿(Dresden),德国。