Plaques composites en acier titane peut pleinement combiner l'excellente résistance à la corrosion et la stabilité thermique du titane métallique, ainsi que la haute résistance de l'acier de construction, combinant ainsi les avantages du revêtement et du substrat métallique, et avoir de bonnes perspectives d'application technique. Les plaques composites en acier au titane sont généralement traitées par des méthodes composites explosives ou laminables. Les propriétés mécaniques de la plaque composite sont affectées par divers facteurs tels que les propriétés mécaniques du revêtement et du substrat, les propriétés de l'interface de liaison et le rapport composite, qui nécessitent souvent des recherches spécialisées.
Actuellement, les chercheurs ont mené des recherches pertinentes sur les propriétés mécaniques des plaques composites en acier au titane sous différents angles. Xie et coll. a étudié la microstructure et les propriétés mécaniques de plaques composites explosives laminées à chaud en acier industriel pur pour pipelines Ti-X65 à l'aide de méthodes d'observation métallographique et d'essais mécaniques. Les résultats ont montré que la morphologie de l’interface affecte directement la qualité de la liaison entre le revêtement de titane et la plaque d’acier. Liu et coll. a étudié les propriétés mécaniques des plaques composites en acier et titane par le biais d'expériences et a observé la morphologie de l'interface des plaques. Les résultats ont montré que la résistance au cisaillement des interfaces ondulées était supérieure à celle des interfaces droites. Ban Huiyong et coll. [4] ont mené des tests monotones de traction, de flexion et de cisaillement sur des plaques composites en acier au titane TA2/Q235B, et les résultats ont montré que le rapport composite des plaques composites en acier au titane affecte directement leur courbe contrainte-déformation et leurs indicateurs de performances mécaniques. Outre les performances statiques, les performances mécaniques des plaques composites en acier au titane sous chargement cyclique sont également cruciales. Cependant, selon la littérature accessible au public, il n'existe actuellement aucun résultat expérimental sur les performances d'hystérésis des plaques composites en acier au titane sous chargement cyclique, tant au niveau national qu'international.
Pour étudier la relation constitutive d'hystérésis des plaques composites en acier au titane soumises à un chargement cyclique, des essais de traction monotones et des essais de chargement sous six régimes de chargement cycliques différents ont été réalisés pour obtenir leurs propriétés statiques et d'hystérésis. L'expression de Ramberg Osgood est utilisée pour ajuster la courbe du squelette expérimental et le modèle constitutif plastique est utilisé pour décrire ses performances d'hystérésis. Les paramètres du matériau dans le modèle sont calibrés sur la base des résultats expérimentaux. Enfin, le logiciel d'éléments finis ABAQUS a été utilisé pour simuler numériquement le processus d'essai de charge cyclique.
La plaque composite en acier au titane utilisée dans l'expérience est composée de métal de titane TA2 et d'acier Q235 qui ont été composés de manière explosive. L'épaisseur nominale des plaques composites en acier au titane comprend quatre types : 11,2 mm, 13,2 mm, 15,2 mm et 17,2 mm. L'épaisseur nominale de la couche de titane est de 1,2 mm, formant quatre rapports composites différents. Les dimensions des éprouvettes ont été conçues selon les références [4] et [6], comme le montre la figure 1. La section de serrage et la section parallèle de chaque éprouvette étaient reliées par un arc de cercle d'un rayon de 50 mm. Au total, 28 éprouvettes ont été conçues, dont 4 éprouvettes à chargement monotone et 24 éprouvettes à chargement cyclique, qui ont toutes été traitées par coupe au fil dans le sens de laminage de plaques composites en acier au titane.
Afin d'éviter que l'éprouvette ne se déforme trop tôt sous compression pendant le processus de chargement et d'obtenir une courbe d'hystérésis relativement complète, le système de chargement est déterminé sur la base du principe d'une compression moindre et d'une progression progressive. Six régimes de chargement cycliques différents ont été conçus (Figure 2), tous chargés en fonction du contrôle du déplacement. Parmi eux, les régimes de charge L1, L4 et L5 étaient des charges incrémentielles égales, tandis que L2, L3 et L6 étaient des charges d'amplitude égale. Les régimes de chargement L4 et L5 peuvent retarder ou même éviter le flambage provoqué par la compression de l'éprouvette, ce qui entraîne une courbe d'hystérésis plus complète.
