經(jīng)過機(jī)加工或表面改性的零件、增材制造零件、薄膜、涂層等零件表層都存在較高水平的殘余應(yīng)力。表層殘余應(yīng)力會顯著影響零件的服役性能,例如疲勞壽命、脆性斷裂、應(yīng)力腐蝕和尺寸穩(wěn)定性等。測試零件表層殘余應(yīng)力對改善制造工藝和研究零件服役性能具有十分重要的意義。目前測試殘余應(yīng)力的方法主要有X射線衍射法、磁噪聲法、鉆孔法等。壓痕測試方法具有微損、微區(qū)測試、適用材料范圍廣等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于表面力學(xué)性能測試。在理論研究和科研應(yīng)用中已有許多壓痕法測試殘余應(yīng)力的模型:Suresh模型、Lee模型、Carlsson模型、Lu模型等,這些模型均假設(shè)殘余應(yīng)力在整個模型中均勻分布。本文將考慮表層殘余應(yīng)力層厚的影響,建立表層殘余應(yīng)力及其層厚的測試方法。針對表層和基體材料性質(zhì)相同的情況,提出均質(zhì)材料表層殘余應(yīng)力壓痕模型,通過有限元計算建立了表層殘余應(yīng)力及其層厚的測試方法�；诹烤V分析,給出了相對加載曲率與材料參數(shù)和殘余應(yīng)力參數(shù)的無量綱函數(shù)。提出分段擬合方法,通過一次壓入得到相對加載曲率和壓入深度的特征曲線。利用標(biāo)準(zhǔn)化中心差分法,確定特征曲線的臨界壓入深度。當(dāng)壓入深度較淺時,均質(zhì)材料表層殘余應(yīng)力模型可以退化到均勻殘余應(yīng)力模型... 

【文章來源】：鄭州大學(xué)河南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 選題意義
    1.2 殘余應(yīng)力
        1.2.1 殘余應(yīng)力的分類
        1.2.2 殘余應(yīng)力的形成機(jī)理
        1.2.3 殘余應(yīng)力的影響
    1.3 殘余應(yīng)力測試技術(shù)現(xiàn)狀
    1.4 壓痕法測試殘余應(yīng)力的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 殘余應(yīng)力對壓痕響應(yīng)的影響
        1.4.2 殘余應(yīng)力壓痕測試方法的力學(xué)模型
        1.4.3 現(xiàn)有主要模型比較
    1.5 本文的主要工作
2 均質(zhì)材料表層殘余應(yīng)力及其層厚的壓痕測試方法
    2.1 力學(xué)模型及量綱分析
        2.1.1 力學(xué)模型介紹
        2.1.2 量綱分析
    2.2 有限元計算模型
        2.2.1 有限元模型介紹
        2.2.2 網(wǎng)格收斂性分析
        2.2.3 殘余應(yīng)力的施加
        2.2.4 殘余應(yīng)力層厚和最大壓入深度的設(shè)置
    2.3 有限元計算結(jié)果
    2.4 殘余應(yīng)力及其層厚的測試方法
        2.4.1 淺壓入深度時退化到均勻殘余應(yīng)力模型：計算殘余應(yīng)力
        2.4.2 利用臨界壓入深度計算殘余應(yīng)力層厚
        2.4.3 殘余應(yīng)力及其層厚測試方法使用流程
    2.5 本章小結(jié)
3 薄膜/基體材料薄膜殘余應(yīng)力及膜厚的壓痕測試方法
    3.1 力學(xué)模型及量綱分析
        3.1.1 力學(xué)模型介紹
        3.1.2 量綱分析
    3.2 有限元計算
        3.2.1 有限元模型介紹
        3.2.2 有限元計算結(jié)果
    3.3 薄膜殘余應(yīng)力及膜厚的測試方法
        3.3.1 淺壓入深度時計算薄膜殘余應(yīng)力
        3.3.2 利用臨界壓入深度計算薄膜厚度
        3.3.3 薄膜殘余應(yīng)力及膜厚測試方法使用流程
    3.4 本章小結(jié)
4 結(jié)束語
    4.1 結(jié)論
    4.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
    附錄A：薄膜/基體材料模型無應(yīng)力參照組的選取
    附錄B：均質(zhì)材料模型殘余應(yīng)力及層厚計算數(shù)據(jù)
    附錄C：薄膜/基體材料模型殘余應(yīng)力及膜厚計算數(shù)據(jù)
個人簡歷、在校期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]脈沖激光沉積薄膜的殘余應(yīng)力測量[J]. 董愷琛,婁帥,姚杰,吳軍橋,尤政.  光學(xué)精密工程. 2018(01)
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[3]后混合水射流噴丸工藝對18CrNiMo7-6滲碳鋼表面性能的影響[J]. 吳政協(xié),馬泳濤,龔軍振,趙樂川.  表面技術(shù). 2017(09)
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[5]齒輪的表面完整性與抗疲勞制造技術(shù)的發(fā)展趨勢[J]. 高玉魁,趙振業(yè).  金屬熱處理. 2014(04)
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[7]激光熔覆金屬陶瓷涂層開裂的機(jī)理及防止措施[J]. 趙亞凡,陳傳忠.  激光技術(shù). 2006(01)
[8]微機(jī)械薄膜殘余應(yīng)力研究[J]. 虞益挺,苑偉政,喬大勇.  微細(xì)加工技術(shù). 2005(02)

博士論文
[1]基于納米壓痕技術(shù)的涂層殘余應(yīng)力研究[D]. 朱麗娜.中國地質(zhì)大學(xué)（北京） 2013

碩士論文
[1]Al-Zn-Mg-Cu合金厚板淬火殘余應(yīng)力消除方法的研究[D]. 孫軼山.湖南大學(xué) 2016
[2]等離子噴涂8YSZ熱障涂層力學(xué)性能與斷裂行為研究[D]. 王騰.福州大學(xué) 2016
[3]用納米壓痕法表征電沉積鎳鍍層薄膜的殘余應(yīng)力[D]. 章莎.湘潭大學(xué) 2006



本文編號：3467806