本文關(guān)鍵詞：TC4擴(kuò)散焊接頭疲勞性能研究

  更多相關(guān)文章： TC4 擴(kuò)散焊 力學(xué)性能 疲勞性能 斷口分析

【摘要】：隨著擴(kuò)散焊接結(jié)構(gòu)在航空發(fā)動機(jī)構(gòu)件中的應(yīng)用越來越廣泛,其力學(xué)性能尤其是疲勞性能得到了學(xué)者們的關(guān)注。論文以TC4擴(kuò)散焊接頭為研究對象,系統(tǒng)地研究了其靜力學(xué)性能及疲勞性能,以期為擴(kuò)散焊連接類構(gòu)件的工程應(yīng)用提供理論支持。文中對TC4擴(kuò)散焊接頭進(jìn)行了金相觀察試驗(yàn)及靜強(qiáng)度試驗(yàn),驗(yàn)證了擴(kuò)散焊接頭焊接質(zhì)量及擴(kuò)散焊工藝參數(shù)的可行性;通過斷裂韌性試驗(yàn)及納米壓痕試驗(yàn),考查了擴(kuò)散焊接頭抵抗變形及裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的能力。設(shè)計(jì)了具有不同傾角擴(kuò)散焊縫的三種試樣,開展了拉伸疲勞試驗(yàn)并獲取了焊接接頭的疲勞壽命曲線;討論了正應(yīng)力、切應(yīng)力不同比例加載條件對焊接接頭疲勞性能的影響;對比了TC4原材料、經(jīng)擴(kuò)散焊工藝過程的TC4母材及焊縫的疲勞性能,結(jié)果表明其疲勞性能依次減弱;基于臨界平面法對焊接接頭疲勞壽命進(jìn)行評估,取得了良好的預(yù)測結(jié)果。設(shè)計(jì)了雙搭接接頭試驗(yàn)件并開展了剪切疲勞試驗(yàn),建立了剪切疲勞壽命曲線。雙搭接接頭共存在三種疲勞斷裂模式,分別為:正應(yīng)力主導(dǎo)的基板斷裂、基板焊接區(qū)域大面積脫焊后基板斷裂及切應(yīng)力主導(dǎo)的基板焊接區(qū)域完全脫焊。雙搭接剪切疲勞試件斷裂模式隨著疲勞載荷水平的變化而變化。對焊接接頭疲勞斷口的宏觀及微觀形貌進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn):宏觀斷口無明顯塑性變形,疲勞源多萌生于試件材料表面,裂紋擴(kuò)展過程中以解理斷裂為主,瞬斷區(qū)能夠發(fā)現(xiàn)大量韌窩形貌。在循環(huán)載荷下,擴(kuò)散焊接頭屬于脆性穿晶斷裂。
【關(guān)鍵詞】：TC4 擴(kuò)散焊 力學(xué)性能 疲勞性能 斷口分析
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V231.95
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-20
• 1.1 工程背景11-13
• 1.2 材料擴(kuò)散連接13-15
• 1.2.1 擴(kuò)散焊技術(shù)簡介13-14
• 1.2.2 TC4鈦合金的擴(kuò)散連接14-15
• 1.3 鈦合金擴(kuò)散焊接頭力學(xué)性能研究進(jìn)展15-18
• 1.4 研存在的問題及本文研究內(nèi)容18-20
• 第二章 TC4擴(kuò)散連接及靜力學(xué)試驗(yàn)20-30
• 2.1 引言20
• 2.2 TC4擴(kuò)散焊試驗(yàn)20-24
• 2.2.1 擴(kuò)散焊連接20-22
• 2.2.2 金相觀察22-24
• 2.3 TC4靜拉伸試驗(yàn)24-25
• 2.4 斷裂韌性試驗(yàn)25-28
• 2.5 納米壓痕試驗(yàn)28-29
• 2.6 小結(jié)29-30
• 第三章 TC4擴(kuò)散焊接頭拉伸疲勞性能研究30-49
• 3.1 引言30
• 3.2 TC4擴(kuò)散焊接頭疲勞試樣30
• 3.3 試驗(yàn)設(shè)備30-31
• 3.4 試驗(yàn)方法31-32
• 3.5 疲勞試驗(yàn)結(jié)果及分析32-37
• 3.5.1 疲勞試驗(yàn)結(jié)果32-35
• 3.5.2 TC4原材料及三種角度焊縫焊接接頭S-N曲線35-37
• 3.6 TC4擴(kuò)散焊接頭疲勞壽命模型37-40
• 3.6.1 焊縫受力狀態(tài)分析37-39
• 3.6.2 基于Findley模型的TC4擴(kuò)散焊接頭疲勞壽命評估39-40
• 3.7 TC4擴(kuò)散焊接頭疲勞斷口分析40-47
• 3.7.1 90°焊縫焊接接頭疲勞斷口分析41-43
• 3.7.2 60°焊縫焊接接頭疲勞斷口分析43-46
• 3.7.3 45°焊縫焊接接頭疲勞斷口分析46-47
• 3.8 小結(jié)47-49
• 第四章 擴(kuò)散焊搭接接頭剪切疲勞性能研究49-59
• 4.1 引言49
• 4.2 擴(kuò)散焊連接49
• 4.3 雙搭接擴(kuò)散焊接頭剪切強(qiáng)度試驗(yàn)49-51
• 4.4 雙搭接擴(kuò)散焊接頭剪切疲勞試驗(yàn)51-54
• 4.4.1 剪切疲勞試樣及試驗(yàn)方案51-52
• 4.4.2 剪切疲勞試驗(yàn)結(jié)果及分析52-54
• 4.5 剪切疲勞試件有限元分析54-57
• 4.5.1 雙搭接試件有限元模型的建立54-55
• 4.5.2 應(yīng)力集中系數(shù)的計(jì)算55-57
• 4.6 剪切疲勞斷口分析57
• 4.7 小結(jié)57-59
• 第五章 總結(jié)59-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 致謝64-65
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文65

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