Titaanterasest komposiitplaadid suudab täielikult ühendada titaanmetalli suurepärase korrosioonikindluse ja termilise stabiilsuse, samuti konstruktsiooniterase kõrge tugevuse, ühendades seeläbi katte ja aluspinna metalli eelised ning heade insenerirakenduste väljavaated. Titaanterasest komposiitplaate töödeldakse tavaliselt plahvatusohtlike või valtsivate komposiitmeetoditega. Komposiitplaadi mehaanilisi omadusi mõjutavad mitmesugused tegurid, nagu katte ja aluspinna mehaanilised omadused, liimimisliidese omadused ja komposiidi suhe, mis nõuavad sageli spetsiaalset uurimistööd.
Praegu on teadlased viinud läbi asjakohaseid uuringuid titaanterasest komposiitplaatide mehaaniliste omaduste kohta erinevatest vaatenurkadest. Xie et al. uuris tööstusliku puhta Ti-X65 torujuhtmeterasest plahvatusohtlike kuumvaltsitud komposiitplaatide mikrostruktuuri ja mehaanilisi omadusi metallograafilise vaatluse ja mehaaniliste katsemeetodite abil. Tulemused näitasid, et liidese morfoloogia mõjutab otseselt titaankatte ja terasplaadi vahelise sidumise kvaliteeti. Liu et al. uuris katsetega titaanterasest komposiitplaatide mehaanilisi omadusi ja jälgis plaatide liidese morfoloogiat. Tulemused näitasid, et laineliste liideste nihketugevus oli suurem kui sirgetel liidestel. Ban Huiyong jt. [4] viisid läbi monotoonsed tõmbe-, painde- ja nihkekatsed TA2/Q235B titaanterasest komposiitplaatidega ning tulemused näitasid, et titaanterasest komposiitplaatide komposiitsuhe mõjutab otseselt nende pinge-deformatsiooni kõverat ja mehaanilisi jõudluse näitajaid. Lisaks staatilisele jõudlusele on ülioluline ka titaanterasest komposiitplaatide mehaaniline jõudlus tsüklilisel koormusel. Siiski ei ole avalikult kättesaadava kirjanduse kohaselt praegu katsetulemusi titaanterasest komposiitplaatide hüstereesi toimivuse kohta tsüklilisel koormusel nii riigisiseselt kui ka rahvusvaheliselt.
Titaanterasest komposiitplaatide hüstereesi konstitutiivse seose uurimiseks tsüklilise koormuse all viidi nende staatiliste ja hüstereesiomaduste saamiseks läbi monotoonsed tõmbekatsed ja koormuskatsed kuuel erineval tsüklilisel koormusrežiimil. Ramberg Osgoodi avaldist kasutatakse eksperimentaalse skeletikõvera sobitamiseks ja plastilist konstitutiivset mudelit selle hüstereesi jõudluse kirjeldamiseks. Materjali parameetrid mudelis on kalibreeritud katsetulemuste põhjal. Lõpuks kasutati tsüklilise koormuse testimise protsessi numbriliseks simuleerimiseks lõplike elementide tarkvara ABAQUS.
Katses kasutatud titaanterasest komposiitplaat koosneb TA2 titaanmetallist ja Q235 terasest, mis on plahvatuslikult segatud. Titaanterasest komposiitplaatide nimipaksus sisaldab nelja tüüpi: 11,2 mm, 13,2 mm, 15,2 mm ja 17,2 mm. Titaanikihi nimipaksus on 1,2 mm, moodustades neli erinevat komposiitide suhet. Proovikehade mõõtmed kujundati vastavalt viidetele [4] ja [6], nagu on näidatud joonisel 1. Iga proovikeha kinnitussektsioon ja paralleellõik viidi üle 50 mm raadiusega ringkaarega. Kokku projekteeriti 28 katsekeha, sealhulgas 4 monotoonset laadimiskatsekeha ja 24 tsüklilist laadimiskatsekeha, mis kõik töödeldi traadi lõikamisega piki titaanterasest komposiitplaatide veeremissuunda.
Et vältida proovikeha paindumist surve all liiga vara laadimisprotsessi ajal ja saada suhteliselt täielik hüstereesikõver, määratakse laadimissüsteem väiksema kokkusurumise ja järkjärgulise edenemise põhimõttel. Projekteeriti kuus erinevat tsüklilist laadimisrežiimi (joonis 2), mis kõik laaditi vastavalt nihkekontrollile. Nende hulgas olid laadimisrežiimid L1, L4 ja L5 võrdsed järkjärgulised koormused, samas kui L2, L3 ja L6 olid võrdse amplituudiga. Laadimisrežiimid L4 ja L5 võivad proovi kokkusurumisest põhjustatud paindumist edasi lükata või isegi vältida, mille tulemuseks on täielikum hüstereesikõver.
