Композитни плочи от титанова стомана може напълно да комбинира отличната устойчивост на корозия и термичната стабилност на металния титан, както и високата якост на структурната стомана, като по този начин съчетава предимствата на облицовката и металната основа и има добри перспективи за инженерно приложение. Композитните плочи от титанова стомана обикновено се обработват чрез експлозивни или валцовани композитни методи. Механичните свойства на композитната плоча се влияят от различни фактори като механичните свойства на облицовката и субстрата, свойствата на интерфейса на свързване и съотношението на композита, които често изискват специализирано изследване.
В момента учените са провели съответните изследвания на механичните свойства на композитните плочи от титанова стомана от различни гледни точки. Xie и др. изследва микроструктурата и механичните свойства на експлозивни горещо валцувани композитни плочи от промишлена чиста тръбопроводна стомана Ti-X65, използвайки металографско наблюдение и методи за механично изпитване. Резултатите показват, че морфологията на интерфейса пряко влияе върху качеството на свързване между титаниевото покритие и стоманената плоча. Liu и др. изследва механичните свойства на композитните плочи от титанова стомана чрез експерименти и наблюдава морфологията на интерфейса на плочите. Резултатите показват, че якостта на срязване на вълнообразните интерфейси е по-висока от тази на правите интерфейси. Ban Huiyong и др. [4] проведоха монотонни тестове за опън, огъване и срязване на композитни плочи от титаниева стомана TA2/Q235B и резултатите показаха, че композитното съотношение на композитните плочи от титанова стомана пряко влияе върху тяхната крива напрежение-деформация и показатели за механични характеристики. В допълнение към статичните характеристики, механичните характеристики на композитните плочи от титанова стомана при циклично натоварване също са от решаващо значение. Въпреки това, според публично достъпната литература, понастоящем няма експериментални резултати за хистерезисните характеристики на композитни плочи от титанова стомана при циклично натоварване както в страната, така и в чужбина.
За да се изследва конститутивната връзка на хистерезиса на композитни плочи от титанова стомана при циклично натоварване, бяха проведени монотонни тестове за опън и тестове за натоварване при шест различни режима на циклично натоварване, за да се получат техните статични и хистерезисни свойства. Изразът на Ramberg Osgood се използва за напасване на експерименталната скелетна крива, а пластмасовият конститутивен модел се използва за описване на неговата хистерезисна производителност. Параметрите на материала в модела са калибрирани въз основа на експерименталните резултати. И накрая, софтуерът за крайни елементи ABAQUS беше използван за числено симулиране на процеса на изпитване на циклично натоварване.
Композитната плоча от титаниева стомана, използвана в експеримента, е съставена от метален титан TA2 и стомана Q235, които са смесени с експлозия. Номиналната дебелина на композитните плочи от титанова стомана включва четири вида: 11,2 mm, 13,2 mm, 15,2 mm и 17,2 mm. Номиналната дебелина на титановия слой е 1,2 mm, образувайки четири различни композитни съотношения. Размерите на образците са проектирани в съответствие с препратките [4] и [6], както е показано на Фигура 1. Затягащият участък и паралелният участък на всеки образец са преминали през кръгова дъга с радиус 50 mm. Бяха проектирани общо 28 образеца, включително 4 екземпляра с монотонно натоварване и 24 екземпляра с циклично натоварване, всички от които бяха обработени чрез рязане на тел по посока на валцоване на композитни плочи от титанова стомана.
За да се предотврати изкривяването на образеца при компресия твърде рано по време на процеса на натоварване и да се получи относително пълна крива на хистерезис, системата за натоварване се определя въз основа на принципа на по-малко компресия и постепенно напредване. Бяха проектирани шест различни режима на циклично натоварване (Фигура 2), всички от които бяха натоварени според контрола на изместването. Сред тях, режимите на натоварване L1, L4 и L5 бяха еднакво инкрементално натоварване, докато L2, L3 и L6 бяха еднакво амплитудно натоварване. Режимите на натоварване L4 и L5 могат да забавят или дори да избегнат изкълчване, причинено от компресия на образеца, което води до по-пълна крива на хистерезис.
