基于三维数字图像相关法研究表面粗糙度和缺口对TC4钛合金拉伸性能的影响

来源：机械工程材料杂志2025年第4期北京时间：

作者：段海涛, 陈志新, 张哲, 孙景涛, 刘雨超

摘要：基于三维数字图像相关法，研究了表面粗糙度（0.745，1.055，1.395 μm）和缺口半径（0，0.6，1.2 mm）对TC4钛合金室温拉伸性能以及紧缩阶段的位移场和应变场的影响。结果表明：随着表面粗糙度增加，无缺口试样的断后伸长率先减小后增大，抗拉强度增大，缺口试样的断后伸长率小幅增大，抗拉强度增大；随着缺口半径增加，断后伸长率先大幅减小后小幅回增，抗拉强度增大；同时增加表面粗糙度和缺口半径，断后伸长率减小，产生了逆向交互作用，抗拉强度显著增大，产生了正向交互作用；无缺口试样x方向变形不均、y方向（轴向）均匀延伸，x方向应变向中部、y方向应变向颈缩区集中；1.2 mm缺口半径试样位移场等高线呈弯曲状，密集分布于缺口处，应变场呈同心圆状，0.6 mm缺口半径试样位移场等高线呈斜线状向缺口处聚拢，但相比大缺口试样分布疏散，应变场呈不规则状。

关键词：TC4钛合金, 三维数字图像相关法, 表面粗糙度, 缺口