發(fā)布時(shí)間：2017-11-22 18:12

  本文關(guān)鍵詞：循環(huán)載荷下AZ31B鎂合金加工硬化行為及疲勞產(chǎn)熱數(shù)值模擬

  更多相關(guān)文章： AZ31B鎂合金 紅外熱像法 循環(huán)載荷 加工硬化/軟化 有限元模擬

【摘要】：鎂合金以其輕質(zhì)、良好的強(qiáng)度與剛度、較強(qiáng)的導(dǎo)電和導(dǎo)熱、抗震以及可以全回收無污染等優(yōu)點(diǎn),在航空航天、汽車制造等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景,但這些領(lǐng)域多承受交變載荷,從而使其成為薄弱環(huán)節(jié)。疲勞斷裂因具有突發(fā)性往往會(huì)造成嚴(yán)重的事故,因而對(duì)鎂合金的疲勞性能進(jìn)行研究可以為其更廣泛的應(yīng)用提供理論依據(jù)。紅外熱像技術(shù)可以利用試件表面的溫度變化對(duì)材料的疲勞性能進(jìn)行表征,并且能從疲勞過程的能量耗散角度對(duì)疲勞失效進(jìn)行深層次的探索,因而使用紅外熱像法對(duì)鎂合金的疲勞進(jìn)行研究具有現(xiàn)實(shí)的價(jià)值與意義。金屬材料在循環(huán)載荷下的斷裂過程主要包括:循環(huán)載荷下的加工硬化/軟化--裂紋萌生-裂紋擴(kuò)展-最后斷裂。因此,研究鎂合金循環(huán)載荷下的加工硬化行為對(duì)研究鎂合金的疲勞性能具有重要意義。本文通過對(duì)AZ31B鎂合金在循環(huán)載荷下的加工硬化行為進(jìn)行研究,得到如下結(jié)論:利用紅外熱像法對(duì)AZ31B鎂合金在疲勞過程中的溫度演化特征進(jìn)行了分析,結(jié)果表明其溫度演化過程存在5個(gè)不同的階段:初始溫度快速上升階段,溫度下降階段,溫度穩(wěn)定階段,溫度急劇上升階段和失效后溫度自然冷卻階段,由于鎂合金存在加工硬化現(xiàn)象,進(jìn)而導(dǎo)致在初始快速溫升之后溫度急劇下降。利用透射電鏡對(duì)AZ31B鎂合金在疲勞過程中的微觀組織變化進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)在此過程中存在位錯(cuò)的增殖與湮滅,其增殖和湮滅與試件的加工硬化以及溫度變化有著較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。對(duì)疲勞過程中的遲滯回線的變化進(jìn)行了研究發(fā)現(xiàn),遲滯回線面積變化與溫度變化和位錯(cuò)的增殖有著良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。為了驗(yàn)證加工硬化現(xiàn)象,對(duì)經(jīng)過預(yù)疲勞的試件進(jìn)行拉伸試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)抗拉強(qiáng)度隨著循環(huán)次數(shù)的增加出現(xiàn)先增大后減小再增大的現(xiàn)象。當(dāng)預(yù)疲勞載荷低于130MPa時(shí),隨著預(yù)疲勞載荷的增加,抗拉強(qiáng)度增大,直到預(yù)疲勞載荷達(dá)到130 MPa,試件因出現(xiàn)明顯的疲勞損傷而導(dǎo)致抗拉強(qiáng)度下降�？估瓘�(qiáng)度的變化與疲勞過程中的加工硬化現(xiàn)象有著良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。拉伸試驗(yàn)過程中,同時(shí)使用紅外熱像儀對(duì)試件表面的溫度變化進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)拉伸過程最高溫升值可以反映材料在疲勞過程中的加工硬化和軟化現(xiàn)象。使用金相顯微鏡對(duì)拉伸后的組織進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)預(yù)疲勞試件由于產(chǎn)生位錯(cuò)而導(dǎo)致后續(xù)拉伸后組織中存在大量孿晶組織。使用掃描電鏡對(duì)拉伸斷口形貌進(jìn)行了觀察,發(fā)現(xiàn)其微觀斷裂機(jī)理均為準(zhǔn)解理斷裂。使用有限元軟件ABAQUS對(duì)鎂合金在疲勞過程中的溫度演化過程進(jìn)行了模擬,結(jié)果表明,使用隨動(dòng)硬化模型的模擬結(jié)果與實(shí)際試驗(yàn)的溫度變化曲線符合性良好,從而驗(yàn)證了鎂合金的產(chǎn)熱機(jī)理以及循環(huán)載荷下的加工硬化現(xiàn)象。
【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】：2016
【分類號(hào)】：TG146.22

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 陳瑞峰，李亞智，，付祥炯;壓—壓循環(huán)載荷下的疲勞裂紋擴(kuò)展[J];西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1994年04期

2 周江,何天白,劉維蓮,陳天祿,李濱耀;連續(xù)碳纖維增強(qiáng)的聚芳醚酮在Ⅰ型循環(huán)載荷下的層間破壞[J];高分子學(xué)報(bào);1993年01期

3 許江,大久保誠(chéng)介,鮮學(xué)福;循環(huán)載荷對(duì)三城目安山巖變形特性的影響[J];重慶大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2000年06期

4 周春田,勾秋靜;循環(huán)載荷下缺口板彈塑性應(yīng)變分布測(cè)定[J];清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1986年01期

5 張克實(shí),耿小亮,郭運(yùn)強(qiáng),余海東,張光;循環(huán)載荷下韌性金屬Ⅰ型裂紋前緣晶體塑性與應(yīng)力的初步分析[J];機(jī)械強(qiáng)度;2004年S1期

6 王仁東;蔣箭飛;周炳泉;;鋼材的S-N曲線測(cè)定法[J];化工與通用機(jī)械;1982年01期

7 趙洪寶;尹光志;;循環(huán)載荷作用下突出煤力學(xué)性質(zhì)演化分析[J];重慶大學(xué)學(xué)報(bào);2012年03期

8 張立強(qiáng);許江;蔣長(zhǎng)寶;姜永東;;砂巖在循環(huán)載荷下不同飽和度時(shí)的變形特征[J];中國(guó)礦業(yè);2006年10期

9 于杰;金志浩;涂銘旌;周惠久;;關(guān)于多沖試驗(yàn)方法的評(píng)價(jià)[J];貴州工學(xué)院學(xué)報(bào);1990年04期

10 許江,馮濤,鮮學(xué)福,王宏圖;低應(yīng)力水平下循環(huán)載荷對(duì)巖石楊氏模量影響的研究[J];湘潭礦業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);2001年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 周克民;;循環(huán)載荷壓半周對(duì)疲勞裂紋擴(kuò)展速率的影響[A];第六屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第二卷）[C];1997年

2 張克實(shí);耿小亮;郭運(yùn)強(qiáng);余海東;張光;;循環(huán)載荷下韌性金屬Ⅰ型裂紋前緣晶體塑性與應(yīng)力的初步分析[A];第十二屆全國(guó)疲勞與斷裂學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

3 許江;王維忠;;循環(huán)載荷條件下巖石類材料變形特性的實(shí)驗(yàn)研究[A];科技、工程與經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展——中國(guó)科協(xié)第五屆青年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2004年

4 雷進(jìn)生;曾有為;彭剛;王乾峰;;非等幅循環(huán)載荷作用下鋼纖維混凝土動(dòng)態(tài)性能研究[A];中國(guó)力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

5 揭敏;黃震球;;嚴(yán)重循環(huán)載荷下工字形截面桿的彈塑性屈曲[A];數(shù)學(xué)·物理·力學(xué)·高新技術(shù)研究進(jìn)展（一九九六·第六期）——中國(guó)數(shù)學(xué)力學(xué)物理學(xué)高新技術(shù)交叉研究會(huì)第6屆學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];1996年

6 姚國(guó)文;黃培彥;牛鵬志;趙琛;鄭小紅;;常幅循環(huán)載荷下纖維薄板增強(qiáng)鋼筋砼梁的損傷行為研究[A];第十二屆全國(guó)疲勞與斷裂學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

7 鄭斌;盧岳川;彭瑾;施明意;;接管嘴的循環(huán)彈塑性有限元分析研究[A];中國(guó)核科學(xué)技術(shù)進(jìn)展報(bào)告（第二卷）——中國(guó)核學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集第9冊(cè)（核醫(yī)學(xué)分卷、核技術(shù)工業(yè)應(yīng)用分卷）[C];2011年

8 章根德;韓貝傳;;循環(huán)載荷下非凝聚土本構(gòu)方程的數(shù)值計(jì)算[A];第八屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅰ卷）[C];1999年

9 李振環(huán);侯傳濤;黃敏生;胡莉莉;;非比例循環(huán)載荷作用下晶體塑性行為的離散位錯(cuò)動(dòng)力學(xué)模擬[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2009論文摘要集[C];2009年

10 王建國(guó);王連慶;王紅纓;康永林;;薄壁圓管試樣高溫多軸循環(huán)載荷下的力學(xué)行為[A];第七屆全國(guó)MTS材料試驗(yàn)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（二）[C];2007年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 徐穎強(qiáng);循環(huán)載荷下接觸安定問題的數(shù)值方法及工程應(yīng)用[D];西北工業(yè)大學(xué);2003年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王鐘楠;循環(huán)載荷下AZ31B鎂合金加工硬化行為及疲勞產(chǎn)熱數(shù)值模擬[D];太原理工大學(xué);2016年

2 胡琨;不同載荷強(qiáng)度對(duì)骨腱結(jié)合部結(jié)構(gòu)的影響[D];北京體育大學(xué);2013年

3 沈燦;循環(huán)載荷作用下船體結(jié)構(gòu)極限承載性能研究[D];武漢理工大學(xué);2014年

4 伍山峰;循環(huán)載荷作用下構(gòu)件的失效壽命預(yù)估及可靠性分析[D];鐵道部科學(xué)研究院;2000年

5 郝智騰;低強(qiáng)度循環(huán)載荷對(duì)兔髕骨髕腱結(jié)合部骨微細(xì)結(jié)構(gòu)的影響[D];北京體育大學(xué);2014年

6 徐斌;循環(huán)載荷髕腱骨腱結(jié)合部損傷動(dòng)物模型的建立[D];北京體育大學(xué);2010年

7 周亮;循環(huán)載荷下船體梁遞增塑性破壞行為分析[D];武漢理工大學(xué);2014年

8 王鴻;循環(huán)載荷作用下巖石變形特性的試驗(yàn)研究[D];重慶大學(xué);2007年

9 蔡波;循環(huán)載荷和卸圍壓下突出煤的力學(xué)與滲流特性研究[D];重慶大學(xué);2010年

10 唐曉軍;循環(huán)載荷作用下巖石損傷演化規(guī)律研究[D];重慶大學(xué);2008年

本文編號(hào)：1215589