近年來(lái),表面強(qiáng)化技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域,以提高零部件材料表面硬度、強(qiáng)度和耐磨性。鋁合金由于低硬度及易磨損性能在醫(yī)用、航空和汽車行業(yè)發(fā)展受到了限制。水射流噴丸技術(shù)對(duì)材料表面損傷較小,并且成本低廉、綠色環(huán)保,逐漸成為表面處理領(lǐng)域中研究熱點(diǎn)。自振脈沖空化射流利用腔室內(nèi)連續(xù)射流與碰撞壁發(fā)生碰撞產(chǎn)生擾動(dòng)并反饋形成駐波,實(shí)現(xiàn)峰值共振現(xiàn)象,形成伴有大量空化核的脈沖射流。其在常壓和高圍壓下能夠產(chǎn)生比連續(xù)射流更高瞬時(shí)沖擊壓和更強(qiáng)空化效果,在增強(qiáng)金屬材料表面機(jī)械性能等方面獨(dú)具優(yōu)勢(shì)。本文主要從理論分析、數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究三個(gè)方面針對(duì)6061鋁合金進(jìn)行了自振脈沖空化射流強(qiáng)化金屬表面的研究。具體內(nèi)容如下:(1)為了提高6061鋁合金表面機(jī)械性能,確定了試驗(yàn)的總體參數(shù)和需求,改進(jìn)了試驗(yàn)裝置與平臺(tái),重點(diǎn)考察射流工作壓力和沖擊作用時(shí)間等主要參數(shù)對(duì)試樣表面的影響。通過對(duì)試驗(yàn)前后表層硬度、粗糙度及微觀形貌的表征,利用水錘效應(yīng)和空泡潰滅的原理共同作用材料表面進(jìn)行分析,綜合探究自振脈沖空化射流對(duì)6061鋁合金表面機(jī)械性能的作用機(jī)理。試驗(yàn)結(jié)果表明在初始?jí)毫?0 MPa,沖擊時(shí)間3 min,靶距20 mm時(shí)自振脈沖空化射流...

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 課題來(lái)源
    1.2 研究背景
    1.3 表面強(qiáng)化技術(shù)
        1.3.1 機(jī)械噴丸工藝
        1.3.2 超聲噴丸工藝
        1.3.3 激光噴丸工藝
        1.3.4 水射流噴丸工藝
    1.4 國(guó)內(nèi)外水射流表面強(qiáng)化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.5 本課題意義及主要研究?jī)?nèi)容
        1.5.1 研究意義
        1.5.2 主要研究
2 自振脈沖空化射流基本理論及強(qiáng)化原理
    2.1 自振脈沖空化射流射流特性研究
        2.1.1 脈沖射流產(chǎn)生方式
        2.1.2 自振脈沖空化射流發(fā)生原理
        2.1.3 自振脈沖空化射流有效反饋的條件
    2.2 自振脈沖空化射流裝置
    2.3 自振脈沖空化射流強(qiáng)化原理
        2.3.1 高壓水射流的結(jié)構(gòu)特性及強(qiáng)化原理
        2.3.2 空化射流強(qiáng)化原理
    2.4 本章小結(jié)
3 自振脈沖空化射流強(qiáng)化6061 鋁合金的試驗(yàn)研究
    3.1 引言
    3.2 試驗(yàn)?zāi)康暮头椒?br>    3.3 試驗(yàn)材料和試驗(yàn)裝置
        3.3.1 試驗(yàn)材料和步驟
        3.3.2 試驗(yàn)裝置
        3.3.3 評(píng)估方法
    3.4 結(jié)果及討論
        3.4.1 表面微觀形貌
        3.4.2 表面粗糙度
        3.4.3 表面硬度分布
    3.5 本章小結(jié)
4 自振脈沖空化射流沖擊強(qiáng)化6061 鋁合金數(shù)值模擬
    4.1 引言
    4.2 LS-DYNA方法簡(jiǎn)介
        4.2.1 軟件介紹
        4.2.2 LS-DYNA基礎(chǔ)理論
        4.2.3 ANSYS/LS-DYNA程序分析流程
    4.3 沖擊過程有限元仿真
        4.3.1 物理模型
        4.3.2 基本假設(shè)
        4.3.3 算法及模型
        4.3.4 幾何模型和網(wǎng)格劃分
        4.3.5 設(shè)置邊界條件
    4.4 計(jì)算結(jié)果及分析
        4.4.1 沖擊變形形態(tài)分析
        4.4.2 應(yīng)力損傷分析
    4.5 本章小結(jié)
5 聲發(fā)射檢測(cè)自振脈沖射流沖擊鋁合金試驗(yàn)研究
    5.1 引言
    5.2 試驗(yàn)裝置與材料
        5.2.1 試驗(yàn)裝置
        5.2.2 試驗(yàn)材料
        5.2.3 試驗(yàn)內(nèi)容
    5.3 自振脈沖空化射流沖擊6061 鋁合金聲發(fā)射信號(hào)分析
        5.3.1 自振脈沖空化射流沖擊6061 鋁合金聲發(fā)射信號(hào)時(shí)頻特征分析
        5.3.2 自振脈沖空化射流沖擊6061 鋁合金聲發(fā)射信號(hào)能量分析
    5.4 連續(xù)射流與脈沖空化射流沖擊6061 鋁合金聲發(fā)射信號(hào)異同
        5.4.1 連續(xù)射流脈沖空化射流沖擊6061 鋁合金聲發(fā)射信號(hào)時(shí)頻特點(diǎn)比較
        5.4.2 連續(xù)射流與脈沖射流沖擊6061 鋁合金聲發(fā)射信號(hào)能量比較
    5.5 自振脈沖空化射流沖擊6061 鋁合金與砂巖聲發(fā)射信號(hào)異同
        5.5.1 材料破壞形式
        5.5.2 聲發(fā)射信號(hào)頻域特點(diǎn)分析
        5.5.3 能量耗散特性
    5.6 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的科研成果
    1 發(fā)表論文
    2 參與課題
致謝



本文編號(hào)：3750250