發(fā)布時間：2021-06-08 11:43

　　殘余應(yīng)力是指存在于材料內(nèi)部的穩(wěn)定的自平衡應(yīng)力場,它的存在可能對材料力學性能和工程部件的壽命極為不利,但一些人為引入的殘余應(yīng)力也可能對部件是有益的。未知的殘余應(yīng)力與服役荷載的疊加常常使服役中的工程部件的實際受力狀態(tài)難以確定,從而導致對部件性能及預(yù)期壽命的錯誤判斷。因此,準確評估殘余應(yīng)力對預(yù)測工程部件的疲勞壽命和評估結(jié)構(gòu)完整性十分必要。本文針對GH4169鎳基高溫合金材料的緊湊拉伸試樣,采用輪廓法與應(yīng)力分布函數(shù)的傅立葉級數(shù)表示相結(jié)合的方法來測量緊湊拉伸試件預(yù)壓縮后引入的殘余應(yīng)力,并將所得實驗結(jié)果與有限元計算模擬進行對比驗證。本文首先將含殘余應(yīng)力的緊湊拉伸試件沿幾何對稱面切開,采用高精度接觸式三坐標測量設(shè)備獲得切割面的表面輪廓數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的輪廓法通過將測量殘余應(yīng)力釋放后引起的變形輪廓并將其作為位移邊界條件輸入有限元模型計算得到切割面上的殘余應(yīng)力分布,這種方法需要保證實驗的各個步驟都非常精確,但在實際操作中可能引入誤差的環(huán)節(jié)非常多。本文發(fā)現(xiàn)了導致輪廓法實驗誤差的一些原因,并在實驗中設(shè)計避免了這些誤差,得到了較準確的輪廓數(shù)據(jù)和殘余應(yīng)力測量結(jié)果。此外,本文還采用完備的傅立葉級數(shù)表示應(yīng)力分布函數(shù),取前... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：116 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究目的與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
        1.2.1 殘余應(yīng)力產(chǎn)生的機理
        1.2.2 殘余應(yīng)力破壞性實驗檢測方法
        1.2.3 殘余應(yīng)力的無損檢測方法
        1.2.4 各類檢測方法的對比
        1.2.5 GH4169 高溫合金殘余應(yīng)力的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.6 國內(nèi)外文獻綜述的簡析
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 緊湊試樣預(yù)壓縮引入殘余應(yīng)力實驗
    2.1 引言
    2.2 實驗使用的材料
    2.3 緊湊拉伸試件設(shè)計
    2.4 預(yù)壓縮引入殘余應(yīng)力實驗
        2.4.1 實驗設(shè)計
        2.4.2 實驗結(jié)果
        2.4.3 控制對稱性的預(yù)壓縮試驗
    2.5 本章小結(jié)
第3章 輪廓法殘余應(yīng)力測量及數(shù)據(jù)處理
    3.1 引言
    3.2 對稱面內(nèi)變形輪廓的檢測
    3.3 殘余應(yīng)力的釋放
        3.3.1 電火花線切割的原理
        3.3.2 在線切割實驗中減小誤差的手段
        3.3.3 線切割實驗的設(shè)計和結(jié)果
    3.4 輪廓測量實驗
    3.5 輪廓數(shù)據(jù)的處理
        3.5.1 測量結(jié)果的重復(fù)性檢查
        3.5.2 殘余應(yīng)力分布的反問題求解
    3.6 本章小結(jié)
第4章 緊湊拉伸試樣殘余應(yīng)力的有限元模擬
    4.1 引言
    4.2 材料參數(shù)的標定實驗
        4.2.1 單向拉伸實驗試件設(shè)計
        4.2.2 循環(huán)荷載實驗試件設(shè)計
        4.2.3 單向拉伸實驗結(jié)果
        4.2.4 循環(huán)荷載實驗結(jié)果
    4.3 參數(shù)標定
        4.3.1 有限元模型中使用的塑性硬化本構(gòu)
        4.3.2 參數(shù)標定的程序?qū)崿F(xiàn)
        4.3.3 參數(shù)標定的結(jié)果
    4.4 預(yù)壓縮實驗的有限元模擬
        4.4.1 有限元模型的建立
        4.4.2 預(yù)壓縮模擬結(jié)果與實驗的對比
        4.4.3 殘余應(yīng)力模擬結(jié)果與實驗的對比
    4.5 本章小結(jié)
第5章 輪廓法測量剪切殘余應(yīng)力
    5.1 引言
    5.2 求解切應(yīng)力的三角級數(shù)擬合方法
    5.3 使用三角級數(shù)擬合求解純剪切殘余應(yīng)力
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
附錄
    附錄1 混合硬化參數(shù)標定程序
    附錄2 四階三角級數(shù)擬合程序
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]GH4169合金淬火殘余應(yīng)力的中子衍射及有限元分析[J]. 劉昭,孫光愛,王虹,秦海龍,楊祖坤,畢中南.  鋼鐵研究學報. 2018(09)
[2]GH4169材料磨削后數(shù)控拋光表面殘余應(yīng)力分析[J]. 高世民,全芳.  航空制造技術(shù). 2017(07)
[3]GH4169車削過程的熱力耦合作用及殘余應(yīng)力場研究[J]. 姚倡鋒,陳廣超,劉超,吳寧寧,黎先才.  航空制造技術(shù). 2017(Z1)
[4]GH4169高速銑削加工殘余應(yīng)力分布規(guī)律試驗[J]. 李鋒,李亞勝,劉維偉,杜崇輝,夏楊歡.  表面技術(shù). 2016(12)
[5]熱處理對激光沉積修復(fù)GH4169合金殘余應(yīng)力和拉伸性能的影響[J]. 卞宏友,趙翔鵬,楊光,欽蘭云,王維,任宇航.  中國激光. 2015(10)
[6]GH4169合金的研究新進展[J]. 趙新寶,谷月峰,魯金濤,嚴靖博,尹宏飛.  稀有金屬材料與工程. 2015(03)

碩士論文
[1]鎳基高溫合金線性摩擦焊接過程數(shù)值分析[D]. 王嚴.山東大學 2017
[2]高速切削高溫合金GH4169表面殘余應(yīng)力研究[D]. 劉魯濤.燕山大學 2015



本文編號：3218374