Σύνθετες πλάκες από χάλυβα τιτανίου μπορεί να συνδυάσει πλήρως την εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση και τη θερμική σταθερότητα του μετάλλου τιτανίου, καθώς και την υψηλή αντοχή του δομικού χάλυβα, συνδυάζοντας έτσι τα πλεονεκτήματα της επένδυσης και του μετάλλου υποστρώματος και έχει καλές προοπτικές εφαρμογής μηχανικής. Οι σύνθετες πλάκες από χάλυβα τιτανίου γενικά επεξεργάζονται με εκρηκτικές ή κυλιόμενες σύνθετες μεθόδους. Οι μηχανικές ιδιότητες της σύνθετης πλάκας επηρεάζονται από διάφορους παράγοντες όπως οι μηχανικές ιδιότητες της επένδυσης και του υποστρώματος, οι ιδιότητες διεπαφής συγκόλλησης και η αναλογία του σύνθετου υλικού, που συχνά απαιτούν εξειδικευμένη έρευνα.
Επί του παρόντος, οι μελετητές έχουν πραγματοποιήσει σχετική έρευνα σχετικά με τις μηχανικές ιδιότητες των σύνθετων πλακών από χάλυβα τιτανίου από διαφορετικές οπτικές γωνίες. Xie et al. μελέτησε τη μικροδομή και τις μηχανικές ιδιότητες των εκρηκτικών σύνθετων πλακών θερμής έλασης από βιομηχανικό καθαρό χάλυβα αγωγών Ti-X65 χρησιμοποιώντας μεταλλογραφικές μεθόδους παρατήρησης και μηχανικές δοκιμές. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η μορφολογία της διεπαφής επηρεάζει άμεσα την ποιότητα σύνδεσης μεταξύ της επικάλυψης τιτανίου και της χαλύβδινης πλάκας. Οι Liu et al. μελέτησε τις μηχανικές ιδιότητες των σύνθετων πλακών από χάλυβα τιτανίου μέσα από πειράματα και παρατήρησε τη μορφολογία διεπαφής των πλακών. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η διατμητική αντοχή των κυματιστών διεπιφανειών ήταν υψηλότερη από αυτή των ευθύγραμμων διεπιφανειών. Οι Ban Huiyong et al. [4] πραγματοποίησε μονοτονικές δοκιμές εφελκυσμού, κάμψης και διάτμησης σε σύνθετες πλάκες από χάλυβα τιτανίου TA2/Q235B και τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η σύνθετη αναλογία σύνθετων πλακών από χάλυβα τιτανίου επηρεάζει άμεσα την καμπύλη τάσης-παραμόρφωσης και τους δείκτες μηχανικής απόδοσης. Εκτός από τη στατική απόδοση, η μηχανική απόδοση των σύνθετων πλακών από χάλυβα τιτανίου υπό κυκλική φόρτιση είναι επίσης σημαντική. Ωστόσο, σύμφωνα με τη δημόσια διαθέσιμη βιβλιογραφία, δεν υπάρχουν επί του παρόντος πειραματικά αποτελέσματα σχετικά με την απόδοση υστέρησης των σύνθετων πλακών από χάλυβα τιτανίου υπό κυκλική φόρτιση τόσο εγχώρια όσο και διεθνώς.
Για τη διερεύνηση της συστατικής σχέσης υστέρησης των σύνθετων πλακών από χάλυβα τιτανίου υπό κυκλική φόρτιση, πραγματοποιήθηκαν δοκιμές μονοτονικής εφελκυσμού και δοκιμές φόρτισης κάτω από έξι διαφορετικά καθεστώτα κυκλικής φόρτισης για να ληφθούν οι ιδιότητες στατικής και υστέρησης τους. Η έκφραση Ramberg Osgood χρησιμοποιείται για την προσαρμογή της πειραματικής καμπύλης σκελετού και το πλαστικό συστατικό μοντέλο χρησιμοποιείται για να περιγράψει την απόδοση της υστέρησης. Οι παράμετροι υλικού στο μοντέλο βαθμονομούνται με βάση τα πειραματικά αποτελέσματα. Τέλος, το λογισμικό πεπερασμένων στοιχείων ABAQUS χρησιμοποιήθηκε για την αριθμητική προσομοίωση της διαδικασίας δοκιμής κυκλικού φορτίου.
Η σύνθετη πλάκα από χάλυβα τιτανίου που χρησιμοποιήθηκε στο πείραμα αποτελείται από μέταλλο τιτανίου TA2 και χάλυβα Q235 που έχουν συντεθεί εκρηκτικά. Το ονομαστικό πάχος των σύνθετων πλακών από χάλυβα τιτανίου περιλαμβάνει τέσσερις τύπους: 11,2 mm, 13,2 mm, 15,2 mm και 17,2 mm. Το ονομαστικό πάχος του στρώματος τιτανίου είναι 1,2 mm, σχηματίζοντας τέσσερις διαφορετικές σύνθετες αναλογίες. Οι διαστάσεις των δειγμάτων σχεδιάστηκαν σύμφωνα με τις παραπομπές [4] και [6], όπως φαίνεται στο Σχήμα 1. Το τμήμα σύσφιξης και το παράλληλο τμήμα κάθε δείγματος μετατοπίστηκαν με ένα κυκλικό τόξο με ακτίνα 50 mm. Σχεδιάστηκαν συνολικά 28 δείγματα, συμπεριλαμβανομένων 4 δειγμάτων μονοτονικής φόρτωσης και 24 δοκιμίων κυκλικής φόρτωσης, τα οποία υποβλήθηκαν σε επεξεργασία με χρήση κοπής σύρματος κατά την κατεύθυνση κύλισης σύνθετων πλακών από χάλυβα τιτανίου.
Προκειμένου να αποτραπεί το λυγισμό του δείγματος υπό συμπίεση πολύ νωρίς κατά τη διάρκεια της διαδικασίας φόρτωσης και να ληφθεί μια σχετικά πλήρης καμπύλη υστέρησης, το σύστημα φόρτωσης καθορίζεται με βάση την αρχή της μικρότερης συμπίεσης και της σταδιακής προόδου. Σχεδιάστηκαν έξι διαφορετικά καθεστώτα κυκλικής φόρτισης (Εικόνα 2), τα οποία φορτώθηκαν όλα σύμφωνα με τον έλεγχο μετατόπισης. Μεταξύ αυτών, τα καθεστώτα φόρτωσης L1, L4 και L5 ήταν ίσα σταδιακά, ενώ τα L2, L3 και L6 ήταν ίσα με φόρτιση πλάτους. Τα συστήματα φόρτωσης L4 και L5 μπορούν να καθυστερήσουν ή ακόμα και να αποφύγουν τον λυγισμό που προκαλείται από τη συμπίεση του δείγματος, με αποτέλεσμα μια πληρέστερη καμπύλη υστέρησης.
