5A06鋁合金焊接接頭殘余應(yīng)力檢測(cè)技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2022-04-25 20:34
鋁合金焊接已成為衛(wèi)星結(jié)構(gòu)件成型的重要技術(shù)手段。焊接時(shí)熱力作用產(chǎn)生的殘余應(yīng)力對(duì)焊接件的穩(wěn)定性造成不良影響,嚴(yán)重影響焊接產(chǎn)品可靠性。準(zhǔn)確的無(wú)損檢測(cè)焊接后產(chǎn)品中的殘余應(yīng)力,可以為航天產(chǎn)品關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件的焊接工藝優(yōu)化、減少殘余應(yīng)力的危害提供可靠依據(jù),對(duì)保證衛(wèi)星等航天產(chǎn)品可靠性和預(yù)期壽命具有極其重要的意義。本文以某型號(hào)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)件所用焊接材料5A06鋁合金軋制平板,通過(guò)VPPA(變極性等離子弧焊)焊接工藝所制焊件為研究對(duì)象,采用X射線衍射法作為檢測(cè)手段,開(kāi)展焊接接頭殘余應(yīng)力檢測(cè)研究。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于在X射線衍射法中的VPPA焊接熱影響區(qū)位置確定、衍射峰位差異、檢測(cè)參數(shù)對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響等問(wèn)題,研究還不夠徹底,缺乏詳實(shí)可靠的檢測(cè)流程,尤其是對(duì)航天產(chǎn)品。為了解決上述問(wèn)題,本文開(kāi)展以下幾個(gè)方面的研究:X射線衍射法殘余應(yīng)力測(cè)試的檢測(cè)參數(shù)確定、優(yōu)化及檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確度評(píng)價(jià);衍射峰峰位差異原因分析及數(shù)據(jù)后處理方法研究;焊接殘余應(yīng)力分區(qū)檢測(cè)方法;熱影響區(qū)位置確定及該區(qū)微觀狀態(tài)對(duì)測(cè)試精度的影響分析;表面狀態(tài)對(duì)測(cè)試精度的影響分析。通過(guò)以上研究,得到如下研究成果:建立了可用于殘余應(yīng)力檢測(cè)準(zhǔn)確度評(píng)價(jià)及方法間比對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)樣品體系;優(yōu)化...
【文章頁(yè)數(shù)】:86 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 序言
1.2 課題背景
1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 國(guó)內(nèi)殘余應(yīng)力檢測(cè)研究現(xiàn)狀
1.3.2 國(guó)外殘余應(yīng)力檢測(cè)研究現(xiàn)狀
1.3.3 研究現(xiàn)狀總結(jié)
1.4 課題研究?jī)?nèi)容
1.5 論文擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題
1.5.1 衍射峰峰位差異分析
1.5.2 建立數(shù)據(jù)后處理方法
1.5.3 X射線衍射法檢測(cè)參數(shù)優(yōu)化
1.5.4 檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確度評(píng)價(jià)
第2章 X射線衍射法殘余應(yīng)力檢測(cè)技術(shù)概述
2.1 序言
2.2 X射線衍射法檢測(cè)原理概述
2.2.1 X射線衍射圖樣信息解讀
2.2.2 X射線衍射法檢測(cè)原理
2.3 X射線衍射法檢測(cè)參數(shù)
2.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
2.5 小結(jié)
第3章 標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力樣品體系建立
3.1 序言
3.2 預(yù)應(yīng)力樣品設(shè)計(jì)
3.3 懸臂式等強(qiáng)度梁設(shè)計(jì)
3.3.1 懸臂梁應(yīng)力分布的有限元分析
3.3.2 懸臂式等強(qiáng)度梁應(yīng)力檢測(cè)
3.4 新型梁設(shè)計(jì)
3.4.1 新型梁應(yīng)力分布有限元分析
3.4.2 新型梁樣品應(yīng)力檢測(cè)
3.5 小結(jié)
第4章 焊接接頭殘余應(yīng)力檢測(cè)
4.1 序言
4.2 X射線衍射法基本檢測(cè)參數(shù)確定及準(zhǔn)確度標(biāo)定
4.2.1 X射線衍射法衍射晶面及靶材選取
4.2.2 基本檢測(cè)參數(shù)條件下X射線衍射法準(zhǔn)確度標(biāo)定
4.3 組織觀察
4.4 X射線衍射法檢測(cè)參數(shù)優(yōu)化
4.5 檢測(cè)參數(shù)優(yōu)化結(jié)果驗(yàn)證
4.6 X射線衍射法與散斑法檢測(cè)結(jié)果對(duì)比
4.6.1 表面調(diào)控后板材應(yīng)力檢測(cè)結(jié)果對(duì)比
4.6.2 表面調(diào)控后焊接接頭應(yīng)力檢測(cè)結(jié)果對(duì)比
4.6.3 表面未調(diào)控焊接接頭殘余應(yīng)力檢測(cè)結(jié)果對(duì)比
4.7 本章小結(jié)
第5章 誤差來(lái)源判定及分析
5.1 序言
5.2 極距角偏差對(duì)測(cè)試誤差的影響判定
5.2.1 單探測(cè)器工況下△ψ對(duì)殘余應(yīng)力測(cè)試結(jié)果的影響分析
5.2.2 雙探測(cè)器工況下△ψ對(duì)殘余應(yīng)力測(cè)試結(jié)果的影響分析
5.2.3 分析結(jié)果實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
5.3 X射線衍射峰峰位差異對(duì)測(cè)試誤差的影響判定
5.3.1 不同組織的衍射峰位比較
5.3.2 峰位差異分析
5.4 熱影響區(qū)微觀狀態(tài)對(duì)測(cè)試誤差的影響分析
5.4.1 跨區(qū)域測(cè)試對(duì)測(cè)試結(jié)果影響分析
5.4.2 微觀應(yīng)變對(duì)測(cè)試結(jié)果影響分析
5.5 表面狀態(tài)對(duì)測(cè)試誤差的影響分析
5.5.1 焊縫余高對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響分析
5.5.2 表面損傷層對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響分析
5.5.3 包鋁層對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響分析
5.6 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高速磨削18CrNiMo7-6齒輪鋼對(duì)殘余應(yīng)力的影響[J]. 陳鑫,王棟,劉昱范. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2017(09)
[2]軋制鋁合金的X-射線法殘余應(yīng)力測(cè)試[J]. 孫建通,李曉延,張亮,兗文濤. 焊接學(xué)報(bào). 2017(01)
[3]異種高溫合金板材電子束焊接及熱處理后殘余應(yīng)力特征[J]. 劉謹(jǐn),趙志毅. 材料熱處理學(xué)報(bào). 2016(02)
[4]短波長(zhǎng)X射線體應(yīng)力無(wú)損分析儀填補(bǔ)國(guó)內(nèi)外用短波長(zhǎng)X射線檢測(cè)材料內(nèi)部應(yīng)力技術(shù)空白[J]. 良辰. 航空制造技術(shù). 2015(22)
[5]包鋁層對(duì)7B04-O鋁合金薄板攪拌摩擦搭接性能影響[J]. 楊超,王繼杰,韓培培,杜寶瑞,劉曉寒,薛鵬,馬宗義,倪丁瑞. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(22)
[6]衍射線寬化的線形分析和微結(jié)構(gòu)表征[J]. 楊傳錚,姜傳海. 理化檢驗(yàn)(物理分冊(cè)). 2014(09)
[7]鋁合金平板焊接殘余應(yīng)力場(chǎng)分析[J]. 王付星,李育文,位建康. 熱加工工藝. 2013(11)
[8]焊接殘余應(yīng)力對(duì)疲勞壽命影響的定量研究[J]. 卞如岡,崔維成,萬(wàn)正權(quán),李良碧,王銘偉. 船舶力學(xué). 2011(07)
[9]X射線衍射法測(cè)量鋁合金殘余應(yīng)力及誤差分析[J]. 馬昌訓(xùn),吳運(yùn)新,郭俊康. 熱加工工藝. 2010(24)
[10]鋁合金厚板殘余應(yīng)力測(cè)試方法有效性分析[J]. 龔海,吳運(yùn)新,廖凱. 材料工程. 2010(01)
博士論文
[1]航空用2E12合金熱處理工藝與疲勞行為的相關(guān)基礎(chǔ)問(wèn)題研究[D]. 周明哲.中南大學(xué) 2010
[2]復(fù)雜鋁合金結(jié)構(gòu)焊接應(yīng)力與變形行為研究[D]. 曾志.天津大學(xué) 2009
[3]鈹材X射線殘余應(yīng)力無(wú)損測(cè)定原理和方法[D]. 陳玉安.重慶大學(xué) 2002
碩士論文
[1]鋁合金焊接殘余應(yīng)力X射線衍射法檢測(cè)參數(shù)優(yōu)化研究[D]. 張秋霞.北華航天工業(yè)學(xué)院 2015
[2]X射線衍射方法分析多晶鋁合金和粗晶鐵硅合金的殘余應(yīng)力[D]. 萬(wàn)鑫.上海交通大學(xué) 2014
[3]轉(zhuǎn)向架副構(gòu)架焊接接頭殘余應(yīng)力測(cè)定與焊接仿真分析[D]. 張建鋒.西南交通大學(xué) 2012
本文編號(hào):3648294
【文章頁(yè)數(shù)】:86 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 序言
1.2 課題背景
1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 國(guó)內(nèi)殘余應(yīng)力檢測(cè)研究現(xiàn)狀
1.3.2 國(guó)外殘余應(yīng)力檢測(cè)研究現(xiàn)狀
1.3.3 研究現(xiàn)狀總結(jié)
1.4 課題研究?jī)?nèi)容
1.5 論文擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題
1.5.1 衍射峰峰位差異分析
1.5.2 建立數(shù)據(jù)后處理方法
1.5.3 X射線衍射法檢測(cè)參數(shù)優(yōu)化
1.5.4 檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確度評(píng)價(jià)
第2章 X射線衍射法殘余應(yīng)力檢測(cè)技術(shù)概述
2.1 序言
2.2 X射線衍射法檢測(cè)原理概述
2.2.1 X射線衍射圖樣信息解讀
2.2.2 X射線衍射法檢測(cè)原理
2.3 X射線衍射法檢測(cè)參數(shù)
2.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
2.5 小結(jié)
第3章 標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力樣品體系建立
3.1 序言
3.2 預(yù)應(yīng)力樣品設(shè)計(jì)
3.3 懸臂式等強(qiáng)度梁設(shè)計(jì)
3.3.1 懸臂梁應(yīng)力分布的有限元分析
3.3.2 懸臂式等強(qiáng)度梁應(yīng)力檢測(cè)
3.4 新型梁設(shè)計(jì)
3.4.1 新型梁應(yīng)力分布有限元分析
3.4.2 新型梁樣品應(yīng)力檢測(cè)
3.5 小結(jié)
第4章 焊接接頭殘余應(yīng)力檢測(cè)
4.1 序言
4.2 X射線衍射法基本檢測(cè)參數(shù)確定及準(zhǔn)確度標(biāo)定
4.2.1 X射線衍射法衍射晶面及靶材選取
4.2.2 基本檢測(cè)參數(shù)條件下X射線衍射法準(zhǔn)確度標(biāo)定
4.3 組織觀察
4.4 X射線衍射法檢測(cè)參數(shù)優(yōu)化
4.5 檢測(cè)參數(shù)優(yōu)化結(jié)果驗(yàn)證
4.6 X射線衍射法與散斑法檢測(cè)結(jié)果對(duì)比
4.6.1 表面調(diào)控后板材應(yīng)力檢測(cè)結(jié)果對(duì)比
4.6.2 表面調(diào)控后焊接接頭應(yīng)力檢測(cè)結(jié)果對(duì)比
4.6.3 表面未調(diào)控焊接接頭殘余應(yīng)力檢測(cè)結(jié)果對(duì)比
4.7 本章小結(jié)
第5章 誤差來(lái)源判定及分析
5.1 序言
5.2 極距角偏差對(duì)測(cè)試誤差的影響判定
5.2.1 單探測(cè)器工況下△ψ對(duì)殘余應(yīng)力測(cè)試結(jié)果的影響分析
5.2.2 雙探測(cè)器工況下△ψ對(duì)殘余應(yīng)力測(cè)試結(jié)果的影響分析
5.2.3 分析結(jié)果實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
5.3 X射線衍射峰峰位差異對(duì)測(cè)試誤差的影響判定
5.3.1 不同組織的衍射峰位比較
5.3.2 峰位差異分析
5.4 熱影響區(qū)微觀狀態(tài)對(duì)測(cè)試誤差的影響分析
5.4.1 跨區(qū)域測(cè)試對(duì)測(cè)試結(jié)果影響分析
5.4.2 微觀應(yīng)變對(duì)測(cè)試結(jié)果影響分析
5.5 表面狀態(tài)對(duì)測(cè)試誤差的影響分析
5.5.1 焊縫余高對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響分析
5.5.2 表面損傷層對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響分析
5.5.3 包鋁層對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響分析
5.6 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高速磨削18CrNiMo7-6齒輪鋼對(duì)殘余應(yīng)力的影響[J]. 陳鑫,王棟,劉昱范. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2017(09)
[2]軋制鋁合金的X-射線法殘余應(yīng)力測(cè)試[J]. 孫建通,李曉延,張亮,兗文濤. 焊接學(xué)報(bào). 2017(01)
[3]異種高溫合金板材電子束焊接及熱處理后殘余應(yīng)力特征[J]. 劉謹(jǐn),趙志毅. 材料熱處理學(xué)報(bào). 2016(02)
[4]短波長(zhǎng)X射線體應(yīng)力無(wú)損分析儀填補(bǔ)國(guó)內(nèi)外用短波長(zhǎng)X射線檢測(cè)材料內(nèi)部應(yīng)力技術(shù)空白[J]. 良辰. 航空制造技術(shù). 2015(22)
[5]包鋁層對(duì)7B04-O鋁合金薄板攪拌摩擦搭接性能影響[J]. 楊超,王繼杰,韓培培,杜寶瑞,劉曉寒,薛鵬,馬宗義,倪丁瑞. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(22)
[6]衍射線寬化的線形分析和微結(jié)構(gòu)表征[J]. 楊傳錚,姜傳海. 理化檢驗(yàn)(物理分冊(cè)). 2014(09)
[7]鋁合金平板焊接殘余應(yīng)力場(chǎng)分析[J]. 王付星,李育文,位建康. 熱加工工藝. 2013(11)
[8]焊接殘余應(yīng)力對(duì)疲勞壽命影響的定量研究[J]. 卞如岡,崔維成,萬(wàn)正權(quán),李良碧,王銘偉. 船舶力學(xué). 2011(07)
[9]X射線衍射法測(cè)量鋁合金殘余應(yīng)力及誤差分析[J]. 馬昌訓(xùn),吳運(yùn)新,郭俊康. 熱加工工藝. 2010(24)
[10]鋁合金厚板殘余應(yīng)力測(cè)試方法有效性分析[J]. 龔海,吳運(yùn)新,廖凱. 材料工程. 2010(01)
博士論文
[1]航空用2E12合金熱處理工藝與疲勞行為的相關(guān)基礎(chǔ)問(wèn)題研究[D]. 周明哲.中南大學(xué) 2010
[2]復(fù)雜鋁合金結(jié)構(gòu)焊接應(yīng)力與變形行為研究[D]. 曾志.天津大學(xué) 2009
[3]鈹材X射線殘余應(yīng)力無(wú)損測(cè)定原理和方法[D]. 陳玉安.重慶大學(xué) 2002
碩士論文
[1]鋁合金焊接殘余應(yīng)力X射線衍射法檢測(cè)參數(shù)優(yōu)化研究[D]. 張秋霞.北華航天工業(yè)學(xué)院 2015
[2]X射線衍射方法分析多晶鋁合金和粗晶鐵硅合金的殘余應(yīng)力[D]. 萬(wàn)鑫.上海交通大學(xué) 2014
[3]轉(zhuǎn)向架副構(gòu)架焊接接頭殘余應(yīng)力測(cè)定與焊接仿真分析[D]. 張建鋒.西南交通大學(xué) 2012
本文編號(hào):3648294
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