鋁合金作為制造業(yè)中應(yīng)用最廣泛的有色金屬結(jié)構(gòu)材料,在航空航天、船舶制造、高速鐵路、汽車工業(yè)等支柱產(chǎn)業(yè)中具有重要地位。在機(jī)械加工與日常使用過程中,外力與溫度變化引起的不均勻彈塑性變形會在鋁合金結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力的定量檢測關(guān)系到結(jié)構(gòu)的健康安全。對于拉伸殘余應(yīng)力而言,其定量檢測結(jié)果是預(yù)防結(jié)構(gòu)失效,預(yù)測結(jié)構(gòu)壽命的重要依據(jù);對于壓縮殘余應(yīng)力而言,其定量檢測結(jié)果可用于噴丸等表面處理的質(zhì)量控制。目前,常用的殘余應(yīng)力檢測方法主要包括盲孔法、X射線衍射法、中子衍射法、超聲波法和磁測法,這些方法在使用上存在很大的局限性,因此有必要研究一種非破壞性、方便快捷并且安全可靠的非鐵磁性材料殘余應(yīng)力檢測方法。近幾年來,國內(nèi)外研究人員基于壓阻效應(yīng)開展了一系列關(guān)于金屬材料殘余應(yīng)力渦流檢測的研究。然而,目前的研究尚不能確定完整的殘余應(yīng)力狀態(tài)。本文基于該研究現(xiàn)狀,對鋁合金殘余應(yīng)力狀態(tài)渦流檢測開展深入研究。本文通過三維有限元數(shù)值模擬和單向拉伸實驗,研究渦流響應(yīng)與應(yīng)力狀態(tài)之間的關(guān)系。首先,設(shè)計并繞制方向性探頭,同時構(gòu)建實驗系統(tǒng)。其次,建立渦流檢測的三維有限元仿真模型,通過數(shù)值模擬得到渦流響應(yīng)與單向電導(dǎo)率相對變化量之間...

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 殘余應(yīng)力及其檢測方法概述
        1.2.1 殘余應(yīng)力的形成及影響
        1.2.2 常用殘余應(yīng)力檢測方法
    1.3 渦流檢測技術(shù)概述
        1.3.1 渦流檢測的基本原理及特點(diǎn)
        1.3.2 渦流檢測的趨膚效應(yīng)
    1.4 殘余應(yīng)力狀態(tài)渦流檢測研究現(xiàn)狀
        1.4.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.4.2 國內(nèi)外研究存在的主要問題
    1.5 本文研究內(nèi)容
第二章 鋁合金殘余應(yīng)力狀態(tài)渦流檢測的物理基礎(chǔ)與研究方案
    2.1 鋁合金殘余應(yīng)力狀態(tài)渦流檢測的物理基礎(chǔ)
        2.1.1 壓阻效應(yīng)
        2.1.2 胡克定律
        2.1.3 鋁合金的電各向異性
    2.2 鋁合金殘余應(yīng)力狀態(tài)渦流檢測的技術(shù)路線
    2.3 鋁合金殘余應(yīng)力狀態(tài)渦流檢測的研究方案
        2.3.1 方向性探頭設(shè)計
        2.3.2 渦流響應(yīng)精確測量方案
        2.3.3 渦流檢測三維數(shù)值模擬方法
        2.3.4 殘余應(yīng)力狀態(tài)快速反演與成像方案
第三章 各向異性材料渦流場有限元分析
    3.1 渦流分析的數(shù)學(xué)表述
        3.1.1 麥克斯韋方程組
        3.1.2 渦流分析的A,V-A表述
        3.1.3 渦流分析的A_r,V-A_r表述
    3.2 電磁場有限元分析
        3.2.1 電磁場有限元分析概述
        3.2.2 渦流分析的數(shù)值實現(xiàn)
    3.3 界面條件與邊界條件
第四章 鋁合金渦流響應(yīng)與應(yīng)力狀態(tài)關(guān)系的研究
    4.1 方向性探頭與實驗系統(tǒng)
        4.1.1 方向性探頭
        4.1.2 實驗系統(tǒng)
    4.2 單向電導(dǎo)率變化對渦流響應(yīng)的影響
        4.2.1 仿真模型及網(wǎng)格劃分
        4.2.2 渦流響應(yīng)與單向電導(dǎo)率相對變化量的關(guān)系
    4.3 單向應(yīng)力應(yīng)變對渦流響應(yīng)的影響
        4.3.1 拉伸試件
        4.3.2 渦流響應(yīng)與單向應(yīng)力應(yīng)變的關(guān)系
    4.4 單向電導(dǎo)率相對變化量與單向應(yīng)變的關(guān)系
    4.5 渦流響應(yīng)—應(yīng)力狀態(tài)平面的建立
        4.5.1 仿真模型及網(wǎng)格劃分
        4.5.2 渦流響應(yīng)平面的建立
        4.5.3 主應(yīng)力方向的識別
第五章 鋁合金殘余應(yīng)力狀態(tài)渦流檢測快速反演與成像的研究
    5.1 鋁合金殘余應(yīng)力狀態(tài)渦流檢測的實驗研究
        5.1.1 檢測試件
        5.1.2 實驗方案與結(jié)果
    5.2 鋁合金殘余應(yīng)力狀態(tài)的快速反演與成像
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本文總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的論文
致謝



本文編號：3736147