本文關鍵詞：基于體視學的材料微孔洞三維重建及疲勞壽命預測

  更多相關文章： 鑄造鋁合金 微孔洞 疲勞性能 核估計 體視學

【摘要】：鑄造鋁合金因質量輕、比強度高和成本低等優(yōu)點,被廣泛應用于各個領域。在澆鑄過程中不可避免會產生微孔洞等缺陷,而材料的疲勞裂紋極易在微孔洞處萌生,特別是其表面或近表面區(qū)域的微孔洞。為了較準確的預測材料的疲勞壽命,需要得到材料中微孔洞的三維分布情況。本文采用金相實驗技術,獲得鑄造Al-Zn713試件表面的微孔洞斷面圖像,利用數字圖像處理技術得到微孔洞斷面數量和面積等信息,并提出使用等效半徑來表征微孔洞的尺寸。為確定實驗試件的最少數量:研究了微孔洞最大及最小等效半徑隨試件數量的變化情況;并利用統(tǒng)計學中樣本均值和樣本方差對試件中微孔洞等效半徑進行分析。本文提出采用核密度估計法取代傳統(tǒng)直方圖法對實驗數據進行處理,從而避免了體視學三維重建過程中出現微孔洞尺寸在某一范圍內的數量為負數的情況,并且可以得到光滑連續(xù)的分布曲線。研究了核估計的核函數和帶寬對本文材料中微孔洞二維尺寸分布的影響。并提出在三維重建過程中使用逆體視學迭代法,提高了三維重建精度。分析了分組數量和試件數量對體視學三維重建結果的影響。統(tǒng)計表明,鑄造Al-Zn713合金中微孔洞三維尺寸遵從2參數的lognormal分布。為驗證核估計法和體視學法三維重建的可靠性,虛擬產生一個含重構微孔洞三維尺寸分布信息的物體,并對其進行大量隨機截面,統(tǒng)計發(fā)現,微孔洞斷面尺寸分布與金相實驗結果能夠很好吻合。分析了材料中易萌生疲勞裂紋的微孔洞,建立含微孔洞缺陷的材料模型,并進行有限元分析。結合修正后的Coffin-Manson公式,建立了孔洞分布與疲勞壽命模型。根據三維重建后的材料中微孔洞尺寸分布信息,最終得到材料疲勞壽命曲線。本文建立的“金相實驗—核估計+體視學三維重建—有限元分析—疲勞壽命”方法為研究不同材料孔洞缺陷的疲勞性能提供了新思路。
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG245

【相似文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 黃祖飛,王春忠,魏英進,徐躍,高忠民,華中,陳崗;聚丙烯腈基碳纖維中微孔洞的一維多取向小角X射線散射研究[J];高等學�；瘜W學報;2004年06期

2 王永剛;劉宏偉;賀紅亮;;強沖擊載荷下純鋁中微孔洞長大行為[J];兵工學報;2009年S2期

3 王永剛;劉宏偉;;強沖擊載荷下含雜質的純鋁中微孔洞長大的動力學行為[J];高壓物理學報;2010年04期

4 賀鵬飛,李京劍,Yuan C,Stern R,Clegg W J;從微孔洞起始的熱沖擊裂紋的數值研究——Ⅰ:熱應力分析[J];復合材料學報;2002年05期

5 張光,張克實,馮露,余海東,耿小亮;截面形狀對材料微孔洞損傷破壞的影響[J];機械工程學報;2002年09期

6 董杰;李永池;陳學東;;一種新型微孔洞損傷模型[J];高壓物理學報;2007年04期

7 賀鵬飛,李京劍,Yuan C,Stern R,Clegg W J;從微孔洞起始的熱沖擊裂紋的數值研究——Ⅱ:能量釋放率分析[J];復合材料學報;2002年05期

8 徐慶鋒;徐穎;溫衛(wèi)東;;基于蒙特卡羅法和有限元法分析封裝焊點中微孔洞對應力的影響[J];機械工程材料;2012年07期

9 隗學禮;J.Felefli;W.Dahl;K.W.Lange;;氫對純鐵屈服行為的影響[J];金屬學報;1987年05期

10 王永剛;徐東明;;高應變率下延性金屬中微孔洞貫通行為的數值分析[J];兵工學報;2012年09期

中國重要會議論文全文數據庫 前8條

1 王永剛;劉宏偉;賀紅亮;;強沖擊載荷下純鋁中微孔洞長大行為[A];第九屆全國沖擊動力學學術會議論文集（下冊）[C];2009年

2 江松青;劉文韜;于恒;;微孔洞形核對延性材料損傷與失效的影響[A];第八屆全國爆炸力學學術會議論文集[C];2007年

3 余海東;張光;張克實;;切口試樣頸部微孔洞擴張及破壞分析[A];疲勞與斷裂2000——第十屆全國疲勞與斷裂學術會議論文集[C];2000年

4 馮彪;陳少華;;微孔洞的尺寸效應[A];北京力學會第17屆學術年會論文集[C];2011年

5 ;論文展示 十一、生物醫(yī)用陶瓷材料[A];第十四屆全國高技術陶瓷學術年會摘要集[C];2006年

6 魏成;李喜德;黃靜波;施惠基;;薄膜微區(qū)域變形的微標記陣列檢測方法研究[A];北京力學會第11屆學術年會論文摘要集[C];2005年

7 徐志強;翟同廣;;微孔洞在材料表面的深度變化對應力集中及疲勞裂紋萌生的影響規(guī)律研究[A];第十五屆全國疲勞與斷裂學術會議摘要及論文集[C];2010年

8 黃敏生;李振環(huán);;微孔洞長大尺度效應的位錯動力學模擬[A];中國力學學會學術大會'2005論文摘要集（下）[C];2005年

中國碩士學位論文全文數據庫 前6條

1 董天云;基于體視學的材料微孔洞三維重建及疲勞壽命預測[D];燕山大學;2016年

2 王春雷;動態(tài)加載下高純鋁中微孔洞長大與貫通的動力學行為[D];寧波大學;2011年

3 胡創(chuàng)國;材料中微孔洞與微裂紋演化及各向異性性質影響的初步研究[D];西北工業(yè)大學;2001年

4 張心響;橢球形微孔洞對疲勞裂紋萌生影響的研究[D];燕山大學;2013年

5 王玲玲;韌性材料中微孔洞繞夾雜形核及其后續(xù)損傷演化的初步研究[D];西北工業(yè)大學;2001年

6 袁敏;含夾雜高聚物水工復合材料力學性能的研究[D];揚州大學;2005年

，

本文編號：1183820