Ti/Ni合金本构关系的实验和理论研究

This project focuses on the multi-phase constitutive relationship, deformation characters of micro/macro scale and damage failure physical mechanisms. By using of Hopkinson Bar, the stress-strain relationship for Ti/Ni alloy will be carried out under the conditions with different temperature and loading conditions. At the sametime, by means of TEM/XRD, phase structure of the Ti/Ni alloy with typical Metallic bonding compound will be investigated. Conbined with macro experimental results, micro observation and molecular dynamics, the atomistic scale phase transformation model will be established and the microscopic mechanism in the process of Ti/Ni alloy phase transformation will be investigated on dynamic loading condition,respectively.The microscopic mechanism of Ti/Ni alloy multiphase constitutive model will be revealed. By means of FEA-MD cross-scale model, the numerical simulation of the fracture damage behaviour for Ti/Ni alloy will be completed under the impact loading, and physical mechanism in the process of damage will be analysed. And the certification of constitutive model will be carried out. Under the environment of high strain rate and high temperature, in-depth study of mechanical behaviour and fracture performance of Ti/Ni alloy not only help to promote the mechanics and material science research level, and will also help to improve weapon materials understanding and research ability.

项目主要研究Ti/Ni合金在复杂载荷环境条件下的多相本构模型及其微观、宏观变形特征和损伤失效的物理机制。利用Hopkinson杆，开展Ti/Ni合金在不同温度、不同加载条件下的应力-应变关系的实验研究，利用TEM/XRD等手段分析Ti/Ni合金及典型金属键化合物的相结构。结合宏观实验结果、微观观察和分子动力学方法，建立Ti/Ni合金及典型金属键化合物相结构的原子尺度相变模型，研究在动态加载条件下Ti/Ni合金的相变微观机制，建立Ti/Ni合金多相本构模型。发展有限元与分子动力学结合的跨尺度数值模型，研究Ti/Ni合金在冲击加载下断裂损伤行为，分析损伤行为演化的物理机制，验证多相本构模型。通过深入研究Ti/Ni形状合金在高应变率、高温环境下的力学行为及断裂性能，不仅有助于推动力学及材料科学的研究水平，也将有助于提高对Ti/Ni合金的认识和研究能力。

项目主要研究了Ti/Ni合金在复杂载荷环境条件下的多相本构模型及其微观、宏观变形特征和损伤失效的物理机制。利用Hopkinson压杆实验，开展Ti/Ni合金在不同温度、不同加载条件下的应力应变关系的实验研究，利用TEM/SEM/EBSD/XRD等手段分析Ti/Ni合金及典型金属键化合物的相结构。结合宏观实验结果、微观观察和分子动力学方法，建立了Ti/Ni合金及典型金属键化合物相结构的原子尺度相变模型，研究了在动态加载条件下Ti/Ni合金的相变微观机制，建立了Ti/Ni合金多相本构模型。发展了有限元与分子动力学结合的跨尺度数值模型，研究Ti/Ni合金在冲击加载下断裂损伤行为，分析损伤行为演化的物理机制，验证多相本构模型。通过深入研究Ti/Ni形状合金在高应变率、高温环境下的力学行为及断裂性能，不仅有助于推动力学及材料科学的研究水平，也将有助于提高对Ti/Ni合金的认识和研究能力。项目资助发表论文及专著17篇，其中SCI论文5篇，出版专著2本。培养硕士生8名，均已取得硕士学位，培养博士生4名，均已取得博士学位。项目投入经费90万元，支出80.66万元，各项支出基本与预算相符。剩余经费9.34万元，剩余经费计划用于本项目研究后续支出。