本文關(guān)鍵詞：三點彎曲力學(xué)性能測試誤差因素的仿真分析與試驗研究

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【摘要】：隨著材料測試儀器向微型化、集成化、原位化方向發(fā)展,在新材料和新測試技術(shù)的推動下,尤其是一些敏感元件、轉(zhuǎn)換元件等新器材以及計算機科學(xué)、材料學(xué)、微電子學(xué)、自動控制技術(shù)等學(xué)科的迅猛發(fā)展,新的測試技術(shù)也在不斷涌現(xiàn)。從傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)材料力學(xué)性能測試逐漸向生物材料、微納米材料、功能材料、薄膜材料、復(fù)合材料等新材料轉(zhuǎn)變,從原先的單一載荷向復(fù)合載荷轉(zhuǎn)變,從離位觀測向原位觀測轉(zhuǎn)變,從一般環(huán)境條件向極端環(huán)境轉(zhuǎn)變。尤其在高溫蠕變下,三點彎曲測試技術(shù)中試樣和支輥間的摩擦系數(shù)對其結(jié)果影響更加明顯�；谝陨弦c,本文主要研究的是材料在三點彎曲力學(xué)性能測試過程中多種誤差因素的影響,即壓頭對中性誤差、支輥與試樣之間摩擦系數(shù)以及壓頭垂直度誤差等因素,通過對這些因素的研究可以了解它們對三點彎曲測試技術(shù)的具體影響,從而為儀器開發(fā)和測試結(jié)果的準(zhǔn)確性提供一些理論依據(jù)。本文對材料力學(xué)性能測試技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、三點彎曲研究現(xiàn)狀及其有限元在工程實際的運用進行了詳細闡述,介紹了三點彎曲力學(xué)性能測試的基本原理、誤差來源和有限元理論,并對誤差理論進行了具體分析。本文進行了試驗平臺的搭建與仿真分析,分別對壓頭和支輥進行了有限元分析以消除由于壓頭和支輥的變形給測試帶來的影響;利用材料標(biāo)準(zhǔn)試驗機上測得的6061鋁彈性模量對儀器機架柔度系數(shù)C進行修正,得到機架柔度為42.041 10??mm/N,再通過45鋼的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果驗證修正該方法的可靠性及機架柔度系數(shù)的準(zhǔn)確性;進行了力傳感器的標(biāo)定,通過三種試驗分別探究壓頭對中性誤差、支輥與試樣之間的摩擦系數(shù)以及壓頭垂直度誤差對測試結(jié)果的具體影響。本文對試驗材料45鋼和Q235鋼分別進行了拉伸試驗并且提取應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系,建立仿真模型和設(shè)置相關(guān)參數(shù),分別進行了關(guān)于壓頭對中性誤差、不同跨距下的壓頭對中性誤差、支輥和試樣之間的不同摩擦系數(shù)以及壓頭垂直度誤差的有限元仿真分析,提取載荷-撓度曲線、最大主應(yīng)力及其相對誤差并且和試驗進行對比分析,獲得其變化規(guī)律,確定在工程允許誤差范圍內(nèi),誤差的安全允許值所對應(yīng)的影響因素值。
【關(guān)鍵詞】：三點彎曲測試 誤差分析 試驗研究 有限元仿真分析
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG115.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 選題背景及研究意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-21
• 1.2.1 材料力學(xué)性能測試技術(shù)國內(nèi)外研究進展12-16
• 1.2.2 三點彎曲測試技術(shù)國內(nèi)外研究進展16-19
• 1.2.3 有限元分析技術(shù)在實際工程中的應(yīng)用19-21
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容21-22
• 第2章 三點彎曲測試?yán)碚撆c有限元仿真基本原理22-32
• 2.1 三點彎曲測試的基本原理22-24
• 2.2 三點彎曲測試誤差來源24-29
• 2.2.1 壓頭對中性誤差25-27
• 2.2.2 支輥與試樣間的摩擦系數(shù)27-28
• 2.2.3 壓頭與試樣垂直度28-29
• 2.3 有限元仿真的基本原理29-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第3章 三點彎曲測試誤差因素的試驗與分析32-48
• 3.1 試驗儀器32-39
• 3.1.1 靜力學(xué)分析33-34
• 3.1.2 力傳感器的標(biāo)定34-35
• 3.1.3 機架柔度的修正35-39
• 3.2 三點彎曲測試誤差因素的試驗39-46
• 3.2.1 壓頭對中性誤差39-42
• 3.2.2 支輥與試樣間的摩擦系數(shù)42-44
• 3.2.3 壓頭與試樣垂直度誤差44-46
• 3.3 本章小結(jié)46-48
• 第4章 三點彎曲測試誤差因素的有限元仿真與分析48-66
• 4.1 仿真模型的建立48-49
• 4.2 仿真參數(shù)的設(shè)置49-52
• 4.3 三點彎曲測試誤差因素的有限元仿真分析52-62
• 4.3.1 壓頭對中性誤差的有限元仿真分析52-57
• 4.3.2 支輥與試樣之間摩擦系數(shù)的仿真分析57-59
• 4.3.3 壓頭與試樣垂直度誤差的仿真分析59-62
• 4.4 試驗與仿真對比分析62-63
• 4.5 本章小結(jié)63-66
• 第5章 總結(jié)與展望66-68
• 5.1 總結(jié)66-67
• 5.2 展望67-68
• 參考文獻68-74
• 作者簡介及攻讀學(xué)位期間取得論文和專利成果74-76
• 致謝76

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3 林增宇;機—磁耦合原位三點彎曲測試裝置的研發(fā)與試驗研究[D];吉林大學(xué);2015年

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本文編號：980927