發(fā)布時(shí)間：2017-11-19 03:17

  本文關(guān)鍵詞：基于紅外熱像法的AZ31B鎂合金應(yīng)力集中系數(shù)研究

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【摘要】：進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，鎂合金作為輕質(zhì)、高強(qiáng)的結(jié)構(gòu)材料，在建筑結(jié)構(gòu)、軌道交通、國(guó)防設(shè)備等多個(gè)領(lǐng)域得到了飛速的發(fā)展。由于鎂合金構(gòu)件在實(shí)際應(yīng)用中主要承受交變載荷的作用，對(duì)鎂合金疲勞性能的研究有著重大的實(shí)際意義。而疲勞斷裂的裂紋萌生都發(fā)生在結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中處，判定和監(jiān)測(cè)鎂合金的應(yīng)力集中區(qū)域有利于其安全服役。 本文利用紅外熱像法，對(duì)應(yīng)力控制下AZ31B鎂合金雙V型缺口試樣的拉伸試驗(yàn)過(guò)程中的紅外熱像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到其應(yīng)力集中系數(shù)，并與電阻應(yīng)變片、有限元模擬得到的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，檢驗(yàn)紅外熱像法是否能對(duì)鎂合金的應(yīng)力集分布做出正確的測(cè)量。同時(shí)利用紅外熱像儀對(duì)AZ31B母材和雙V型缺口試樣的疲勞過(guò)程中的溫度演變進(jìn)行了研究。 試驗(yàn)的結(jié)果為：紅外熱像法得到的雙V型缺口試樣的應(yīng)力集中系數(shù)為2.14，而利用電阻應(yīng)變片、有限元模擬、疲勞缺口系數(shù)等方法得到的應(yīng)力集中系數(shù)分別為1.78、2.20和2.29，較紅外熱像法的誤差分別為16.8％、2.8％、7.0％。利用紅外熱像法測(cè)得的應(yīng)力集中處的溫度下降值為-0.36K；而有限元模擬在不考慮熱傳導(dǎo)時(shí)的結(jié)果為-0.37K，考慮熱傳導(dǎo)的結(jié)果為-0.20K，與紅外熱像法所得結(jié)果的誤差分別問(wèn)2.8％和44.4％，結(jié)果表明不考慮熱傳導(dǎo)和試驗(yàn)相吻合。 疲勞試驗(yàn)的紅外溫度數(shù)據(jù)表明，鎂合金母材疲勞試驗(yàn)過(guò)程中當(dāng)施加應(yīng)力大于其疲勞極限時(shí)其溫度演變分為五個(gè)階段：塑性溫升階段、溫度下降階段、溫度穩(wěn)定階段、溫度急劇上升階段、溫度冷卻階段。當(dāng)施加應(yīng)力在其彈性循環(huán)極限以上疲勞極限以下時(shí)其只有不明顯的溫升。當(dāng)施加應(yīng)力很小，處于彈性循環(huán)極限以下時(shí)，試樣溫度會(huì)有明顯的溫度降低。與之相比，鎂合金缺口試樣在發(fā)生疲勞斷裂時(shí)，當(dāng)施加大于鎂合金疲勞極限時(shí)的應(yīng)力時(shí)，，其溫度的演化分為溫度上升、溫度急劇上升、溫度下降這三個(gè)階段。施加小于鎂合金疲勞極限大于其彈性極限的應(yīng)力時(shí)，溫度的演化分為溫度略微上升、溫度急劇上升、溫度下降這三個(gè)階段。當(dāng)應(yīng)力小于鎂合金的彈性極限時(shí)溫度的演化分為溫度略微下降、溫度急劇上升、溫度下降這三個(gè)階段�？梢岳蒙显V的溫度變化規(guī)律來(lái)預(yù)測(cè)鎂合金服役時(shí)的安全情況。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG146.22

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1202137