几种铝合金材料动态力学性能测试

张正礼

（上海飞机设计研究院，上海 201210）

几种铝合金材料动态力学性能测试

张正礼

（上海飞机设计研究院，上海 201210）

为了研究飞机结构常用铝合金材料（包括2024、7050和6061）的动态力学性能，利用电子万能试验机和Hopkinson杆测试技术，在大范围应变率下，对这些材料的试件进行准静态和动态拉压试验，获取了这些材料的动态应力-应变曲线。通过对比实验结果，分析了这些材料的应变率敏感性，并根据位错理论对试验结果进行解释和探讨。结果表明：2024和7050是应变率不敏感材料，甚至在高应变率下表现出软化现象，而6061是应变率敏感材料，在高应变率下表现出应变硬化现象。

铝合金；动态力学性能；Hopkinson杆；应变率；动态应力-应变曲线

鸟撞飞机是民用飞机安全飞行的一个威胁，并且鸟撞事故会造成航空公司的经济损失，仅2011年鸟击事件万架次率为2.572，鸟击事故征候万架次率为0.212，中国民航因鸟击造成损失约11 332.8万元人民币[1]，因此需要对商用飞机进行抗鸟撞设计。由于真实结构的鸟撞问题是一个高度非线性的冲击动力学问题[2]，而从材料供应商处获取的材料参数是静态的，利用这些静态参数无法计算出飞机结构遭受鸟撞时的真实结果。国内外学者对钢、钛等金属的动态力学性能研究较多[3-8]，而对飞机结构铝合金材料动态力学性能研究较少。本文采用动静态结合的方式对2024、7050和6061类型的铝合金，在不同应变率下的力学性能进行测试，获取这些材料的动态力学性能数据，根据测试结果分析了这几种常用飞机结构材料的动态力学性能，为民用飞机结构抗鸟撞设计提供可靠的数据。……