本文關(guān)鍵詞：高溫預(yù)扭轉(zhuǎn)條件下金屬材料拉伸力學(xué)性能試驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 預(yù)扭轉(zhuǎn) 高溫 拉伸測(cè)試 有限元仿真

【摘要】：材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),尤其是金屬材料,廣泛應(yīng)用于信息電子、航空航天、國(guó)防武器、汽車制造等領(lǐng)域。材料的服役環(huán)境極其復(fù)雜,受到高溫和復(fù)雜機(jī)械載荷的共同作用,往往會(huì)導(dǎo)致其性能演變、失效破壞。目前由于材料性能保障能力不足,因材料失效破壞導(dǎo)致的各類事故層出不窮,因此開(kāi)展這類復(fù)雜環(huán)境下材料力學(xué)性能測(cè)試技術(shù)的研究具有重要的科學(xué)意義。面向這類問(wèn)題,本文開(kāi)展的主要研究工作如下:(1)本文結(jié)合相關(guān)領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀,針對(duì)自主研制的多載荷多物理場(chǎng)材料微觀力學(xué)性能原位測(cè)試儀,開(kāi)展了儀器部分結(jié)構(gòu)和功能的完善工作,包括針對(duì)脹緊式夾具夾持不可靠的弊端,設(shè)計(jì)了適用于扭復(fù)合加載的分頁(yè)槽型夾具,并對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行分析校核;結(jié)合理論分析發(fā)現(xiàn)機(jī)架柔度對(duì)位移測(cè)量結(jié)果影響較大,提出了位移測(cè)量誤差的修正算法,進(jìn)而對(duì)儀器拉伸測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了修正;針對(duì)多物理場(chǎng)測(cè)試的功能要求,設(shè)計(jì)了溫度加載和水冷冷卻系統(tǒng),為關(guān)鍵傳感器和核心機(jī)械元件的穩(wěn)定工作提供了保證。(2)在上述工作的基礎(chǔ)上,論文選擇45鋼和6061鋁合金作為典型材料樣品,利用修正校準(zhǔn)后的測(cè)試儀器開(kāi)展了拉伸測(cè)試的重復(fù)性試驗(yàn),測(cè)試結(jié)果表明經(jīng)過(guò)上述改進(jìn)和校準(zhǔn)后的儀器重復(fù)性良好。(3)論文介紹了典型材料的本構(gòu)關(guān)系模型,分析發(fā)現(xiàn)Johnson-Cook本構(gòu)模型易求解,適用于金屬材料熱力耦合分析;通過(guò)擬合45鋼的室溫準(zhǔn)靜態(tài)拉伸的應(yīng)力-應(yīng)變曲線,得到了Johnson-Cook強(qiáng)度模型的相關(guān)參數(shù),利用擬合的參數(shù)模型分別對(duì)45鋼不同角度扭轉(zhuǎn)和不同溫度作用下拉伸進(jìn)行仿真分析。(4)為了進(jìn)一步研究高溫預(yù)扭轉(zhuǎn)條件下金屬材料的力學(xué)行為和損傷機(jī)制,還針對(duì)45鋼開(kāi)展了高溫預(yù)扭轉(zhuǎn)條件下的拉伸試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果一方面驗(yàn)證了研制儀器的高溫測(cè)試和拉扭復(fù)合測(cè)試的功能,另一方面結(jié)合常溫下的拉伸試驗(yàn)結(jié)果探討高溫和預(yù)扭轉(zhuǎn)對(duì)材料力學(xué)性能的影響,與仿真的結(jié)果相對(duì)比得到兩個(gè)結(jié)論:預(yù)扭轉(zhuǎn)0~45°以內(nèi)拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線變化不是很大,超過(guò)45°以后,45鋼抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度提高明顯,說(shuō)明必須預(yù)扭產(chǎn)生一定的塑性變形才能使45鋼得到強(qiáng)化;溫度對(duì)45鋼的軟化作用比較明顯,超過(guò)450℃時(shí),45鋼的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度下降劇烈。
【關(guān)鍵詞】：預(yù)扭轉(zhuǎn) 高溫 拉伸測(cè)試 有限元仿真
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG115.5
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 選題背景與意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展12-18
• 1.2.1 材料測(cè)試技術(shù)研究進(jìn)展12-15
• 1.2.2 預(yù)扭轉(zhuǎn)作用下材料力學(xué)性能研究進(jìn)展15-16
• 1.2.3 有限元法在材料力學(xué)性能模擬中的應(yīng)用16-18
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容18-21
• 第2章 材料測(cè)試?yán)碚摵陀邢拊抡婊驹?/span>21-29
• 2.1 材料力學(xué)拉伸測(cè)試基本理論21-24
• 2.2 有限元基本原理24-25
• 2.3 本構(gòu)關(guān)系基本理論25-28
• 2.3.1 理想彈塑性材料模型26
• 2.3.2 彈塑性線性硬化材料模型26-27
• 2.3.3 冪指數(shù)硬化材料模型27
• 2.3.4 Johnson-Cook本構(gòu)模型27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第3章 拉伸測(cè)試系統(tǒng)及分析29-51
• 3.1 拉伸儀器及試樣29-35
• 3.1.1 試驗(yàn)儀器29-30
• 3.1.2 試驗(yàn)試樣30
• 3.1.3 夾具設(shè)計(jì)與仿真30-35
• 3.2 溫度加載和冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)35-39
• 3.2.1 溫度加載系統(tǒng)35-37
• 3.2.2 冷卻系統(tǒng)37-39
• 3.3 儀器誤差分析與修正39-46
• 3.3.1 拉伸試驗(yàn)機(jī)同軸度引起的誤差分析39-41
• 3.3.2 機(jī)架柔度對(duì)拉伸結(jié)果的影響41-46
• 3.4 拉伸試驗(yàn)分析46-50
• 3.4.1 拉伸測(cè)試重復(fù)性試驗(yàn)46-48
• 3.4.2 不同應(yīng)變速率下的拉伸測(cè)試48-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 第4章 高溫預(yù)扭轉(zhuǎn)條件下的拉伸仿真分析51-73
• 4.1 材料本構(gòu)模型參數(shù)的確定51-56
• 4.1.1 Johnson-Cook本構(gòu)模型應(yīng)力積分方法51-53
• 4.1.2 Johnson-Cook本構(gòu)模型參數(shù)的確定53-54
• 4.1.3 仿真曲線與試驗(yàn)曲線對(duì)比分析54-56
• 4.2 預(yù)扭轉(zhuǎn)下的拉伸仿真分析56-63
• 4.2.1 預(yù)扭轉(zhuǎn)作用下拉伸仿真模型56
• 4.2.2 預(yù)扭轉(zhuǎn)作用下拉伸仿真結(jié)果分析56-63
• 4.3 高溫作用下的拉伸仿真分析63-71
• 4.3.1 ABAQUS熱-力分析介紹63-66
• 4.3.2 高溫作用下的拉伸仿真結(jié)果66-71
• 4.4 本章小結(jié)71-73
• 第5章 高溫預(yù)扭轉(zhuǎn)條件下的拉伸試驗(yàn)研究73-83
• 5.1 預(yù)扭轉(zhuǎn)作用下拉伸試驗(yàn)研究73-78
• 5.1.1 試驗(yàn)材料73
• 5.1.2 試驗(yàn)方法和內(nèi)容73
• 5.1.3 試驗(yàn)結(jié)果分析73-78
• 5.2 高溫下的拉伸試驗(yàn)研究78-81
• 5.2.1 試驗(yàn)材料78
• 5.2.2 試驗(yàn)方法和內(nèi)容78
• 5.2.3 試驗(yàn)結(jié)果分析78-81
• 5.3 本章小結(jié)81-83
• 第6章 總結(jié)與展望83-85
• 6.1 總結(jié)83-84
• 6.2 展望84-85
• 參考文獻(xiàn)85-91
• 作者簡(jiǎn)介及主要科研成果91-92
• 致謝92

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 蔡登安;周光明;王新峰;錢元;劉偉先;;雙向玻纖織物復(fù)合材料雙軸拉伸載荷下的力學(xué)行為[J];材料工程;2014年05期

2 韓永明;蘇英群;;拉伸試驗(yàn)機(jī)柔度K值測(cè)定方法研究[J];天津冶金;2013年05期

3 余立;李榮鋒;Q糜，

本文編號(hào)：792038