鎂合金具有輕質(zhì)高強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)而且礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量豐富。然而,鎂合金韌性低、耐腐蝕性差,制約了其輕質(zhì)高強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮及應(yīng)用。如果將鎂合金表面覆蓋一層鋁合金材料,發(fā)揮鋁合金高韌耐蝕的優(yōu)勢(shì),可以改善鎂合金表面性能并且提高其綜合力學(xué)性能。本文采用爆炸焊接技術(shù)制備鋁/鎂合金層狀復(fù)合材料,重點(diǎn)研究了其復(fù)合界面形成及接合機(jī)制。鑒于爆炸焊接過(guò)程的瞬時(shí)性和危險(xiǎn)性,很難對(duì)其過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)地捕捉。本文采用ANSYS有限元數(shù)值模擬的方法,以鋁合金作復(fù)層,以鎂合金作基體,研究了鋁/鎂合金層狀復(fù)合過(guò)程的界面材料運(yùn)動(dòng)規(guī)律和界面接合機(jī)制。探討了波浪狀界面的形成過(guò)程,界面波形形貌的影響因素和界面區(qū)金屬塑性流動(dòng)機(jī)制。以數(shù)值模擬結(jié)果為依據(jù),進(jìn)行實(shí)際爆炸焊接試驗(yàn)。采用金相顯微鏡、掃描電鏡及納米壓痕儀等方法,研究了爆炸焊接復(fù)合材料界面接合區(qū)的微觀組織形貌特征,界面波前漩渦的形成機(jī)制和局部微區(qū)力學(xué)性能。鋁/鎂合金碰撞復(fù)合二維數(shù)值模擬表明,碰撞過(guò)程中產(chǎn)生了明顯的波浪狀接合界面。材料在碰撞點(diǎn)處的速度和壓力值達(dá)到最大,鎂合金的峰值壓力可達(dá)8GPa,鋁合金峰值壓力可達(dá)2.2GPa,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了材料自身的屈服強(qiáng)度。在碰撞過(guò)程中鎂合金的有效塑性應(yīng)變峰值可... 

【文章來(lái)源】：太原理工大學(xué)山西省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 鎂合金表面改性研究現(xiàn)狀
    1.3 鋁/鎂合金層狀復(fù)合材料制備技術(shù)
    1.4 異種金屬材料爆炸焊接復(fù)合研究現(xiàn)狀
    1.5 鋁/鎂合金爆炸復(fù)合過(guò)程存在的問(wèn)題
    1.6 本文研究的主要內(nèi)容及技術(shù)路線
第二章 爆炸焊接過(guò)程二維數(shù)值模擬與界面分析
    2.1 引言
    2.2 二維有限元模型的建立
    2.3 鋁/鎂合金的本構(gòu)方程及參數(shù)
    2.4 模擬結(jié)果分析討論
        2.4.1 波形界面與射流
        2.4.2 界面壓力分布
        2.4.3 界面剪切應(yīng)力分布
        2.4.4 界面有效塑性應(yīng)變分布
    2.5 本章小結(jié)
第三章 爆炸焊接過(guò)程三維數(shù)值模擬與界面分析
    3.1 引言
    3.2 三維有限元模型的建立
    3.3 炸藥及鋁/鎂合金的本構(gòu)方程及參數(shù)
    3.4 模擬結(jié)果分析討論
        3.4.1 基復(fù)板的運(yùn)動(dòng)規(guī)律
        3.4.2 基復(fù)板表面壓力分布
        3.4.3 基復(fù)板表面有效塑性應(yīng)變分布
    3.5 本章小結(jié)
第四章 爆炸焊接過(guò)程界面波形形成機(jī)制及影響因素
    4.1 引言
    4.2 界面波形形成過(guò)程物理模型
    4.3 炸藥量對(duì)界面波形的影響
    4.4 基復(fù)板面間距對(duì)界面波形的影響
    4.5 本章小結(jié)
第五章 爆炸焊接過(guò)程界面金屬的塑性流動(dòng)機(jī)制分析
    5.1 引言
    5.2 界面處金屬塑性流動(dòng)模型
    5.3 界面處金屬流動(dòng)過(guò)程
    5.4 界面處漩渦的形成機(jī)理
    5.5 本章小結(jié)
第六章 爆炸焊接層狀復(fù)合界面接合區(qū)形貌特征分析
    6.1 引言
    6.2 鋁/鎂合金復(fù)合材料及宏觀形貌
    6.3 鋁/鎂合金層狀復(fù)合界面微觀組織分析
        6.3.1 鋁/鎂合金層狀復(fù)合界面組織及微區(qū)硬度
        6.3.2 絕熱剪切帶（ASB）組織及形成機(jī)制分析
        6.3.3 復(fù)合界面區(qū)漩渦組織及形成機(jī)制分析
    6.4 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論及展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目和發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]動(dòng)態(tài)塑性變形純鈦的絕熱剪切帶研究[J]. 許峰,張喜燕,程佑銘.  稀有金屬材料與工程. 2013(04)
[2]DYNAMIC MECHANICAL BEHAVIOR OF 6061 AL ALLOY AT ELEVATED TEMPERATURES AND DIFFERENT STRAIN RATES[J]. Xueling Fan,Tao Suo,Qin Sun,Tiejun Wang.  Acta Mechanica Solida Sinica. 2013(02)
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[4]鋁-鎂合金磁脈沖焊接界面形貌研究[J]. 陳樹君,夏羽,于洋,白立來(lái),盧振洋.  稀有金屬材料與工程. 2012(02)
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博士論文
[1]基于紅外熱像法鎂合金及其焊接接頭疲勞行為及評(píng)定理論研究[D]. 閆志峰.太原理工大學(xué) 2014
[2]BCC金屬的塑性流動(dòng)行為及其本構(gòu)關(guān)系研究[D]. 郭偉國(guó).西北工業(yè)大學(xué) 2007

碩士論文
[1]鋁/鎂合金爆炸焊接層狀復(fù)合材料界面行為的研究[D]. 張楠.太原理工大學(xué) 2015
[2]鎂合金—鋁合金爆炸復(fù)合材料界面組織與性能的影響研究[D]. 張立奎.南京理工大學(xué) 2008



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