Adiabatic shear bands in additively manufactured Ti-6Al-4V under high strain rate and elevated temperature conditions
Notice bibliographique
Résumé
Research interest in additively manufactured Ti-6Al-4V alloys has grown substantially for aerospace applications, where components frequently experience high temperatures and high strain-rate loading conditions. Thus, in this study, the dynamic mechanical behavior of a Ti-6Al-4V alloy manufactured using laser powder bed fusion (LPBF) was investigated using high-temperature compressive Split-Hopkinson Pressure Bar (SHPB) tests at strain rates of 1000 and 2000 s −1 , and across temperatures ranging from 298 to 773 K. Constitutive modelling of the acquired stress-strain was then conducted to allow simulation of their mechanical properties by means of three phenomenological models: modified Johnson-Cook, Hensel-Spittel, and modified Hensel-Spittel models. This was followed by extensive microstructural characterization, which revealed that the as-printed alloy primarily consists of a martensitic α’ structure within columnar prior β grains. After impact tests, the results provided evidence of multiple length scales of deformation localization developing within the microstructure: from slip bands within the basket-weave structure of activated α’ laths, to favorably oriented α’ grain boundaries, and eventually to transgranular adiabatic shear bands (ASBs) that cross the prior β grains and lead to fracture. The ASB half-width thickness increased and average distance between ASBs decreased with increasing strain rates and decreasing temperatures. Based on the findings, the instabilities in the microstructure brought about by the formation of the adiabatic shear bands at higher strain rates resulted in relatively high error when performing constitutive modelling. Specifically, among the constitutive models evaluated, the modified Hensel-Spittel model showed the lowest average absolute relative errors and highest correlation coefficients, with values of 5.51 and 0.95, respectively. • Impact tests using a Split Hopkinson pressure bar were used on additively manufactured titanium alloy at two strain rates. • Strain localization led to fracture of samples at 2000 s −1 at all temperatures, showing 45° cracks from the build direction. • Increase in adiabatic shear band half-widths at higher temperatures led to deviations in the constitutive model predictions.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».