Titán acél kompozit lemezek teljes mértékben egyesítheti a titán fém kiváló korrózióállóságát és hőstabilitását, valamint a szerkezeti acél nagy szilárdságát, így egyesíti a burkolat és a hordozó fém előnyeit, és jó mérnöki alkalmazási kilátásokkal rendelkezik. A titán acél kompozit lemezeket általában robbanásveszélyes vagy gördülő kompozit módszerekkel dolgozzák fel. A kompozitlemez mechanikai tulajdonságait különféle tényezők befolyásolják, mint például a burkolat és az alapfelület mechanikai tulajdonságai, a kötési határfelület tulajdonságai és a kompozit aránya, amelyek gyakran speciális kutatást igényelnek.
Jelenleg a tudósok releváns kutatásokat végeztek a titán acél kompozit lemezek mechanikai tulajdonságairól különböző nézőpontokból. Xie et al. ipari tisztaságú Ti-X65 csővezetékacél robbanásveszélyes melegen hengerelt kompozit lemezeinek mikroszerkezetét és mechanikai tulajdonságait tanulmányozta metallográfiai megfigyelési és mechanikai vizsgálati módszerekkel. Az eredmények azt mutatták, hogy a határfelület morfológiája közvetlenül befolyásolja a titán bevonat és az acéllemez közötti kötés minőségét. Liu et al. kísérletekkel tanulmányozta a titán acél kompozit lemezek mechanikai tulajdonságait és megfigyelte a lemezek határfelületi morfológiáját. Az eredmények azt mutatták, hogy a hullámos határfelületek nyírószilárdsága nagyobb, mint az egyenes határfelületeké. Ban Huiyong et al. [4] monoton szakító-, hajlító- és nyírási vizsgálatokat végeztek TA2/Q235B titán acél kompozit lemezeken, és az eredmények azt mutatták, hogy a titán acél kompozit lemezek kompozit aránya közvetlenül befolyásolja azok feszültség-nyúlás görbéjét és mechanikai teljesítménymutatóit. A statikus teljesítmény mellett a titán acél kompozit lemezek ciklikus terhelés alatti mechanikai teljesítménye is kulcsfontosságú. A nyilvánosan elérhető szakirodalom szerint azonban jelenleg nem állnak rendelkezésre kísérleti eredmények a titán acél kompozit lemezek hiszterézis teljesítményére ciklikus terhelés mellett sem hazai, sem nemzetközi szinten.
A titán acél kompozit lemezek hiszterézis konstitutív kapcsolatának vizsgálatára ciklikus terhelés mellett monoton szakítóvizsgálatokat és terhelési vizsgálatokat végeztem hat különböző ciklikus terhelési rezsim mellett, hogy meghatározzuk a statikus és hiszterézis tulajdonságaikat. A Ramberg Osgood kifejezést használjuk a kísérleti vázgörbe illesztésére, a plasztikus konstitutív modellt pedig a hiszterézis teljesítmény leírására. A modellben szereplő anyagparamétereket a kísérleti eredmények alapján kalibráljuk. Végül az ABAQUS végeselemes szoftvert használtuk a ciklikus terhelési vizsgálati folyamat numerikus szimulálására.
A kísérletben használt titán acél kompozit lemez TA2 titán fémből és Q235 acélból áll, amelyeket robbanásszerűen kevertek össze. A titán acél kompozit lemezek névleges vastagsága négy típusból áll: 11,2 mm, 13,2 mm, 15,2 mm és 17,2 mm. A titánréteg névleges vastagsága 1,2 mm, négy különböző kompozit arányt képezve. A próbatestek méreteit a [4] és [6] hivatkozások szerint terveztük, az 1. ábrán látható módon. Az egyes próbatestek befogószelvényét és párhuzamos metszetét egy 50 mm sugarú körív váltotta át. Összesen 28 próbatestet terveztek, köztük 4 monoton terhelő próbatestet és 24 ciklikus terhelésű próbatestet, amelyek mindegyikét titán acél kompozit lemezek hengerlési iránya mentén huzalvágással dolgozták fel.
Annak elkerülése érdekében, hogy a minta a terhelési folyamat során túl korán meghajoljon, és viszonylag teljes hiszterézisgörbét kapjunk, a terhelési rendszert a kisebb összenyomás és a fokozatos haladás elve alapján határozzuk meg. Hat különböző ciklikus terhelési módot terveztek (2. ábra), amelyek mindegyike az elmozdulásszabályozás szerint lett terhelve. Ezek közül az L1, L4 és L5 terhelési módok egyenlő növekményes terhelést jelentettek, míg az L2, L3 és L6 egyenlő amplitúdójú terhelést. Az L4 és L5 terhelési módok késleltethetik vagy akár elkerülhetik a minta összenyomódása által okozott kihajlást, ami teljesebb hiszterézisgörbét eredményez.
