6061鋁合金作為一種價格低廉、綜合性能優(yōu)良的金屬材料,在眾多工業(yè)制造領域中有著極為廣泛的使用。當前,技術的快速進步與工業(yè)的不斷發(fā)展對金屬材料在嚴苛環(huán)境條件下的使用性能和服役壽命提出了越來越高的要求,如何有效提升金屬材料的強度與抗疲勞性能成為了一個重要課題。近年來,超聲沖擊處理技術以其高效便捷的特點,已由原先主要用于焊接接頭疲勞性能的改善發(fā)展成為一種應用范圍愈加廣泛的表面機械強化工藝,本文以現(xiàn)有加工設備為基礎,對6061鋁合金試件開展了超聲沖擊表面強化的基礎試驗研究,主要研究內(nèi)容如下:1、設計并制作超聲沖擊振動系統(tǒng)的主要部件�；诶碚摲治雠c計算,對試驗用超聲換能器與一體化變幅桿進行了設計與制作,同時借助相關儀器對振動系統(tǒng)的振動性能進行了測試,獲取了系統(tǒng)確切的阻抗與振幅參數(shù)。2、構建試驗平臺進行強化工藝試驗并對試驗過程進行仿真分析。明確試驗原理及主要工藝參數(shù),構建了可以基于系統(tǒng)等效阻抗進行機床自動控制的試驗平臺,并設計了相應的正交試驗方案,同時對相同參數(shù)條件下的沖擊試驗過程進行了有限元模擬,探究了沖擊處理后試件材料表層殘余應力場的分布規(guī)律。3、對超聲沖擊處理后試件的表面殘余應力及相關組織... 

【文章來源】：南京航空航天大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 表面機械強化技術
        1.1.1 擠壓強化
        1.1.2 滾壓強化
        1.1.3 噴丸強化
        1.1.4 激光沖擊強化
    1.2 超聲沖擊處理技術
        1.2.1 超聲沖擊處理技術的原理與特點
        1.2.2 超聲沖擊處理技術的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 課題研究目的與內(nèi)容
        1.3.1 研究目的
        1.3.2 內(nèi)容安排
第二章 超聲沖擊振動系統(tǒng)設計
    2.1 超聲沖擊加工系統(tǒng)組成
        2.1.1 系統(tǒng)主要硬件組成
        2.1.2 控制系統(tǒng)組成
    2.2 超聲沖擊振動系統(tǒng)設計
        2.2.1 換能器設計
        2.2.2 變幅桿與沖擊頭的設計與仿真
    2.3 超聲沖擊系統(tǒng)振動性能測試
        2.3.1 振動系統(tǒng)阻抗測試
        2.3.2 振動系統(tǒng)振幅測試
    2.4 本章小結
第三章 鋁合金超聲沖擊強化試驗及有限元模擬
    3.1 試驗材料
    3.2 超聲沖擊強化試驗原理
    3.3 試驗控制系統(tǒng)
        3.3.1 試驗控制方式
        3.3.2 電源控制系統(tǒng)的實現(xiàn)
    3.4 試驗平臺搭建與方案設計
        3.4.1 超聲沖擊強化試驗系統(tǒng)
        3.4.2 試驗方案設計
    3.5 超聲沖擊處理有限元模擬
        3.5.1 分析模塊的選擇
        3.5.2 建立幾何模型
        3.5.3 設置材料屬性
        3.5.4 設置相互作用關系與約束
        3.5.5 劃分網(wǎng)格
        3.5.6 定義載荷與邊界條件
    3.6 有限元仿真結果及分析
    3.7 本章小結
第四章 試驗結果與分析
    4.1 殘余應力測試與分析
        4.1.1 殘余應力測定原理
        4.1.2 測試設備
        4.1.3 應力測試結果與分析
    4.2 顯微硬度測量
    4.3 金相組織觀察與分析
        4.3.1 金相試樣制備
        4.3.2 金相結果分析
    4.4 疲勞性能測試
        4.4.1 疲勞載荷加載條件
        4.4.2 疲勞壽命測試結果
        4.4.3 疲勞斷口觀察與分析
    4.5 本章小結
第五章 總結與展望
    5.1 論文完成的主要工作
    5.2 后續(xù)工作展望
參考文獻
致謝
在讀研期間的研究成果及發(fā)表的學術論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]超聲沖擊對AZ91D鎂合金耐磨性能及顯微硬度的影響（英文）[J]. 何柏林,于影霞,夏崧崧,呂宗敏.  稀有金屬材料與工程. 2017(01)
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[3]6061-T6鋁合金高溫本構模型及溫成形數(shù)值模擬[J]. 盈亮,戴明華,胡平,閆巧云.  中國有色金屬學報. 2015(07)
[4]機械加工強化機理與工藝技術研究進展[J]. 劉戰(zhàn)強,賀蒙,趙建.  中國機械工程. 2015(03)
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[6]金屬材料超聲表面強化技術的研究與應用進展[J]. 朱有利,王燕禮,邊飛龍,侯帥,謝俊峰.  機械工程學報. 2014(20)
[7]激光沖擊強化技術的理論模型及參數(shù)優(yōu)化研究[J]. 鄒超榮,吳九匯,何衛(wèi)鋒,程禮.  西安交通大學學報. 2013(01)
[8]激光沖擊強化裝置[J]. 張永康,葉云霞.  激光與光電子學進展. 2009(09)
[9]40Cr超聲表面滾壓加工納米化[J]. 王婷,王東坡,劉剛,龔寶明,宋寧霞.  機械工程學報. 2009(05)
[10]無磨料超聲拋光工藝參數(shù)優(yōu)選試驗研究[J]. 鄭建新,劉傳紹,蔣建軍.  制造技術與機床. 2009(02)

碩士論文
[1]鎂合金表面納米化顯微結構和晶粒細化機理研究[D]. 劉寶勝.太原理工大學 2007



本文編號：3499250