剪切间隙条件下铝合金板材剪切力学性能的研究*

王志辉，陈 超，王 韧，吴安如

(1.湖南工业职业技术学院 汽车工程学院，湖南 长沙 410208；2.湖南工程学院 汽车动力与传动系统湖南省重点实验室，湖南 湘潭 411104)

0 引言

随着交通工具轻量化设计与应用的不断发展，大量铝合金材料被应用于汽车、轨道车辆等交通工具中[1，2]。铝合金构件在其工况下的力学特性与交通工具运行安全及可靠性息息相关，因此越来越多的研究人员对铝合金材料受力变形情况展开研究。Gilioli等[3]研究了不同应力状态下6061-T6铝合金的力学行为。姜薇等[4]研究了应力三轴度和应变速率对铝合金力学性能的影响。由于板材在工程应用时与周围的零部件接触，形成装配间隙配合，其在载荷作用下的塑性应变以及应力三轴度均不同于纯剪切状态[5]。本文主要结合铝合金板材构件在交通工具运行过程中的受力情况，采用自行设计制造的剪切装置开展试验，研究铝合金板材在存在装配间隙时，即剪切间隙条件下剪切速率对铝合金板材力学性能的影响，为铝合金板材的实际工程应用提供参考。

1 试验材料及方法

本实验材料为汽车、轨道车辆等交通工具中常用的2 mm、4 mm、6 mm三种不同厚度的5052、6061和7075三类铝合金板材，其热处理状态分别为H32、T6和T651。

本文通过设计制造如图1所示的剪切试验装置，借助拉伸试验机，模拟测试铝合金板材在2 mm装配间隙的连接场合，在不同剪切速率下的剪切力学性能，剪切试样尺寸如图2所示。试验后采用FEI Quanta 250 FEG型扫描电镜观察试样的断口显微形貌。……