與傳統(tǒng)復(fù)合材料相比,近年來以碳納米管為增強(qiáng)相制備出的新型金屬基復(fù)合材料由于在力學(xué)及化學(xué)性能有了很大的提高,展現(xiàn)出更好的應(yīng)用前景。該新型材料應(yīng)用于航空航天、船舶等領(lǐng)域作為結(jié)構(gòu)件起到承受交變荷載或動(dòng)荷載的作用時(shí),其失效疲勞源往往產(chǎn)生自材料表面,這制約了它的服役壽命和性能。噴丸處理是一種應(yīng)用十分廣泛的表面強(qiáng)化手段,能顯著提高材料表面噴丸層的疲勞強(qiáng)度、應(yīng)力腐蝕及摩擦磨損等性能。因此研究噴丸強(qiáng)化對碳納米管增強(qiáng)的金屬基復(fù)合材料表面性能的影響對其應(yīng)用的推動(dòng)有著重要意義。本文以碳納米管/鋁復(fù)合材料為研究對象,研究了不同噴丸工藝對該材料噴丸層組織及性能的影響及噴丸層殘余應(yīng)力場的松弛行為,討論了噴丸層顯微組織高溫下的回復(fù)再結(jié)晶現(xiàn)象及相關(guān)力學(xué)性能。主要研究結(jié)果如下:1.使用常規(guī)噴丸、復(fù)合噴丸、溫度噴丸、預(yù)應(yīng)力噴丸對碳納米管/鋁復(fù)合材料表面進(jìn)行了噴丸處理。研究表明,噴丸強(qiáng)度的增大可以提高碳納米管/鋁復(fù)合材料噴丸層的深度和殘余壓應(yīng)力場大小。其中常規(guī)噴丸后,噴丸強(qiáng)度增加到0.25 mmA時(shí),該新型復(fù)合材料內(nèi)殘余應(yīng)力場深度達(dá)到520μm。復(fù)合噴丸主要可以增大噴丸層近表面的殘余應(yīng)力大小,并且可以降低表面粗糙度。0.2... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：107 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 碳納米管/金屬基復(fù)合材料概要
        1.1.1 碳納米管/金屬基復(fù)合材料簡介
        1.1.2 碳納米管/金屬基復(fù)合材料研究進(jìn)展
        1.1.3 碳納米管/金屬基復(fù)合材料性能
    1.2 噴丸強(qiáng)化研究概況
        1.2.1 噴丸強(qiáng)化發(fā)展歷史
        1.2.2 傳統(tǒng)噴丸強(qiáng)化工藝
        1.2.3 新型噴丸強(qiáng)化工藝
    1.3 噴丸層殘余應(yīng)力及組織結(jié)構(gòu)分析
        1.3.1 噴丸層殘余應(yīng)力場
        1.3.2 噴丸變形層組織結(jié)構(gòu)
    1.4 選題意義和研究內(nèi)容
    參考文獻(xiàn)
第二章 材料及實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
    2.2 噴丸工藝
    2.3 實(shí)驗(yàn)測試方法
        2.3.1 表面形貌及粗糙度測量
        2.3.2 殘余應(yīng)力場測量
        2.3.3 噴丸層物相及組織結(jié)構(gòu)分析
        2.3.4 殘余應(yīng)力場松弛研究
        2.3.5 噴丸層力學(xué)性能表征
第三章 碳納米管/鋁復(fù)合材料噴丸層殘余應(yīng)力場研究
    3.1 噴丸層殘余應(yīng)力場分布
        3.1.1 傳統(tǒng)噴丸殘余應(yīng)力
        3.1.2 復(fù)合噴丸殘余應(yīng)力
        3.1.3 預(yù)應(yīng)力噴丸殘余應(yīng)力
        3.1.4 溫度噴丸殘余應(yīng)力
    3.2 噴丸層殘余應(yīng)力場松弛
        3.2.1 溫度條件下殘余應(yīng)力的松弛
        3.2.2 循環(huán)荷載下殘余應(yīng)力的松弛
    3.3 噴丸殘余應(yīng)力場模擬
        3.3.1 碳納米管/鋁復(fù)合材料模型
        3.3.2 多彈丸噴丸模擬
    3.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 碳納米管/鋁噴丸層形貌及組織結(jié)構(gòu)分析
    4.1 碳納米管/鋁復(fù)合材料噴丸層表面形貌
    4.2 噴丸變形組織結(jié)構(gòu)
        4.2.1 噴丸層相組成
        4.2.2 噴丸層的組織形貌
    4.3 噴丸層組織的XRD線形分析
        4.3.1 傳統(tǒng)噴丸層顯微組織結(jié)構(gòu)
        4.3.2 預(yù)應(yīng)力噴丸層顯微組織結(jié)構(gòu)
        4.3.3 溫度噴丸層顯微組織結(jié)構(gòu)
    4.4 噴丸層組織的回復(fù)再結(jié)晶行為
        4.4.1 退火組織顯微結(jié)構(gòu)特征
        4.4.2 退火組織XRD線形分析
    4.5 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 碳納米管/鋁復(fù)合材料噴丸層力學(xué)性能
    5.1 碳納米管/鋁復(fù)合材料噴丸層硬度
        5.1.1 傳統(tǒng)噴丸層顯微硬度變化
        5.1.2 溫度噴丸后層顯微硬度變化
        5.1.3 預(yù)應(yīng)力噴丸后顯微硬度變化
        5.1.4 退火對噴丸層顯微硬度的影響
    5.2 碳納米管/鋁噴丸表層應(yīng)力應(yīng)變曲線
    5.3 碳納米管/鋁復(fù)合材料噴丸層強(qiáng)化機(jī)制
        5.3.1 殘余應(yīng)力場強(qiáng)化
        5.3.2 組織結(jié)構(gòu)強(qiáng)化
    5.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第六章 結(jié)論與創(chuàng)新
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)
攻讀博士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]三類內(nèi)應(yīng)力之間的關(guān)系及其對疲勞的作用[J]. 白濤,何家文.  理化檢驗(yàn)(物理分冊). 2018(04)
[2]噴丸表面改性技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 欒偉玲,涂善東.  中國機(jī)械工程. 2005(15)
[3]SiCw/Al復(fù)合材料高溫再結(jié)晶行為的X射線衍射分析[J]. 姜傳海,吳建生,王德尊.  金屬學(xué)報(bào). 2004(10)
[4]鈦合金的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J]. 李文平.  輕金屬. 2002(05)
[5]汽車內(nèi)燃機(jī)汽門彈簧表面強(qiáng)化處理中的若干問題[J]. 王仁智,汝繼來.  中國表面工程. 2000(02)
[6]利用X射線衍射方法確定金屬工藝表面的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系[J]. 李家寶.  材料研究學(xué)報(bào). 1998(03)
[7]鐵-巴基管復(fù)合材料的研究[J]. 馬仁志,朱艷秋,魏秉慶,梁吉,高志棟,吳德海.  復(fù)合材料學(xué)報(bào). 1997(02)



本文編號(hào)：3640038