發(fā)布時(shí)間：2021-03-25 03:25

　　TC4合金目前被廣泛應(yīng)用在航空航天,國(guó)防工業(yè)等高尖端領(lǐng)域以及醫(yī)療、建筑、汽車和機(jī)械等新領(lǐng)域。其疲勞性能是承載結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)及安全服役的重要性能指標(biāo)。噴丸強(qiáng)化是改善結(jié)構(gòu)件疲勞性能的一種有效技術(shù)手段,它通過彈丸撞擊改變材料表面完整性。本文以濕法噴丸處理TC4合金為背景,嘗試定量評(píng)價(jià)噴丸表面完整性參量對(duì)疲勞性能影響,研究疲勞裂紋源位置、表面完整性和外加載荷的內(nèi)在關(guān)系,闡述裂紋源位置變化原因,分析疲勞過程中殘余應(yīng)力穩(wěn)定性及對(duì)疲勞性能影響。主要研究結(jié)果為:噴丸鈦合金的疲勞裂紋源位置與表面完整性參數(shù)和外加載荷密切相關(guān)。低載時(shí)疲勞裂紋源出現(xiàn)在材料次表層。當(dāng)外載為550 MPa時(shí),裂紋源位置距表面200μm。隨著載荷增加,裂紋源逐漸向表面轉(zhuǎn)移。通過表面完整性參量和疲勞強(qiáng)度關(guān)系預(yù)測(cè)裂紋源位置,結(jié)果表明載荷的增加會(huì)導(dǎo)致噴丸處理TC4合金裂紋源從次表層轉(zhuǎn)移至表面薄弱區(qū)域。關(guān)于表面完整性參量中的粗糙度,噴丸處理TC4合金因彈丸撞擊發(fā)生粗糙化,形成微尺度的凹凸起伏輪廓并誘發(fā)應(yīng)力集中效應(yīng)。噴丸強(qiáng)度0.4mmN、覆蓋率200%時(shí),表面粗糙化缺口效應(yīng)的應(yīng)力集中系數(shù)Kt為1.42,應(yīng)力層深度達(dá)50μm。當(dāng)外加載荷為550... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 鈦合金概述
        1.1.1 鈦合金的分類及特點(diǎn)
        1.1.2 TC4 鈦合金的特點(diǎn)
        1.1.3 鈦合金的發(fā)展
    1.2 鈦合金及其疲勞損傷
        1.2.1 疲勞破壞特點(diǎn)
        1.2.2 疲勞破壞機(jī)理
        1.2.3 疲勞裂紋擴(kuò)展
    1.3 噴丸強(qiáng)化技術(shù)
        1.3.1 噴丸技術(shù)發(fā)展
        1.3.2 噴丸強(qiáng)化機(jī)理
        1.3.3 噴丸強(qiáng)化工藝
        1.3.4 再次噴丸工藝
    1.4 選題意義及研究?jī)?nèi)容
        1.4.1 選題意義
        1.4.2 研究?jī)?nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)材料與實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
    2.2 技術(shù)路線
    2.3 濕噴丸強(qiáng)化處理
    2.4 微觀形貌分析
        2.4.1 金相組織
        2.4.2 掃描電鏡
        2.4.3 物相分析
        2.4.4 表面三維形貌及粗糙度
    2.5 力學(xué)性能測(cè)試
        2.5.1 殘余應(yīng)力測(cè)試
        2.5.2 表面硬度測(cè)量
    2.6 疲勞性能測(cè)試
3 噴丸強(qiáng)化表面完整性和裂紋源位置預(yù)測(cè)模型
    3.1 表面完整性分析
        3.1.1 表面形貌分析
        3.1.2 XRD物相分析
        3.1.3 力學(xué)性能分析
        3.1.4 彈坑應(yīng)力集中分析
    3.2 有限元分析
        3.2.1 有限元模擬計(jì)算
        3.2.2 模擬結(jié)果分析
    3.3 疲勞裂紋源位置預(yù)測(cè)
        3.3.1 強(qiáng)化層疲勞極限
        3.3.2 殘余應(yīng)力松弛影響
        3.3.3 裂紋源位置預(yù)測(cè)
    3.4 疲勞實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及分析
        3.4.1 疲勞實(shí)驗(yàn)
        3.4.2 結(jié)果分析
    3.5 本章小結(jié)
4 殘余應(yīng)力松弛及再次噴丸處理工藝
    4.1 殘余應(yīng)力松弛規(guī)律
        4.1.1 應(yīng)力松弛
        4.1.2 結(jié)果分析
    4.2 再次噴丸處理
        4.2.1 預(yù)疲勞處理
        4.2.2 表面形貌分析
        4.2.3 殘余應(yīng)力場(chǎng)分析
        4.2.4 再次噴丸壽命分析
        4.2.5 斷口形貌分析
    4.3 本章小結(jié)
5 噴丸強(qiáng)化工藝對(duì)鈦合金疲勞性能的影響
    5.1 表面完整性分析
        5.1.1 金相組織分析
        5.1.2 XRD物相分析
        5.1.3 表面粗糙度分析
    5.2 載荷大小對(duì)疲勞性能的影響
        5.2.1 疲勞壽命
        5.2.2 疲勞斷口形貌
    5.3 噴丸強(qiáng)度對(duì)疲勞性能的影響
        5.3.1 疲勞壽命
        5.3.2 疲勞斷口形貌
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號(hào)：3098930