题目：双相钛合金动态压缩数值模拟

BT16钛合金的冷镦中往往发生变形局部化形成剪切带并导致最终破坏，其变形局部化程度与材料的冷镦成品率有着密切关系。有研究表明钛合金动态压缩后剪切带的宽度与显微组织、力学性能间密切相关。本文为了探索这些参数对钛合金动态压缩的影响规律，利用数值方法对动态压缩过程中的各因素对钛合金应力应变分布的影响规律进行了系统研究，为钛合金冷镦的工艺改进和材料设计提供参考。 在工艺参数对动态压缩影响的研究中，本文建立了包含钛合金本构关系、钛合金物性参数以及各工艺参数的动态压缩数值模型，模型的有效性得到了试验的验证。通过对各个条件下变形过程中应力、应变以及温度的提取和比较，对摩擦系数、压缩速度对钛合金动态压缩的影响规律做了研究。结果表明：摩擦和压缩速度均是影响动态压缩过程中应变集中区域扩展程度与应力状态的重要因素。当摩擦系数减小到一定值的时候可有效减轻变形局部化程度；摩擦和压缩速度的增大会导致钛合金在较小的整体变形时即在应变集中区域内产生X方向拉应力，这可能与钛合金动态压缩开裂倾向随摩擦和压缩速度增大而增大的现象有关。可通过工艺参数调整在一定程度上控制变形局部化程度与变形局部化区域内的应力状态，从而改善钛合金的动态压缩变形能力。 在微观组织对动态压缩变形影响的研究中，本文利用ANSYS软件，对组成钛合金的α、β相的本构关系做了线形强化的假设，建立了包含微观几何形貌对材料微观应力应变分布影响的数值模型。通过研究比较不同的微观组织下应力应变在相间的分布，分析了α片长宽比与裂纹对微观应力应变分布的影响。结果表明，微观形态对压缩变形中的应力应变分布有着重要影响，等效应力、应变的最大值与最小值之差在α片长宽比3-5的范围内达到最小。可以通过调整α片长宽比以改善钛合金微观组织的应力应变分布状态，从而得到具有最佳动态压缩性能的钛合金组织。