【摘要】：6082鋁合金的耐腐蝕性能與焊接性能良好,具備中等強(qiáng)度,在結(jié)構(gòu)工程與軌道交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)應(yīng)用廣泛。工程構(gòu)件在實(shí)際應(yīng)用中,經(jīng)常承受循環(huán)應(yīng)力或應(yīng)變加載,使其產(chǎn)生微塑性變形累積損傷,微裂紋萌生,最終導(dǎo)致構(gòu)件斷裂失效,使工程構(gòu)件的安全運(yùn)行受到嚴(yán)重威脅。因此,對(duì)鋁合金早期階段的疲勞損傷進(jìn)行無(wú)損評(píng)價(jià)與表征,具有理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。本文以6082鋁合金為對(duì)象,通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)施經(jīng)歷不同循環(huán)加載周次的拉伸疲勞試驗(yàn),獲得代表不同疲勞損傷程度的試樣。采用RAM-5000高能超聲測(cè)量系統(tǒng)搭建了超聲檢測(cè)平臺(tái),確定了非線性超聲實(shí)驗(yàn)的參數(shù),測(cè)量了不同疲勞損傷程度試樣的超聲波聲速、衰減系數(shù)與二階超聲非線性參數(shù),分析了其表征疲勞損傷的敏感性。研究結(jié)果表明:超聲波聲速與衰減系數(shù)隨6082鋁合金疲勞壽命的增加,變化并不明顯,聲速的相對(duì)變化量為1.36%,疲勞損傷試樣衰減系數(shù)的相對(duì)變化量為5.01%,超聲波聲速與衰減系數(shù)并不能有效地表征6082鋁合金的疲勞損傷程度;而歸一化超聲非線性參數(shù)隨6082鋁合金疲勞壽命的增加呈現(xiàn)先增加后下降的變化趨勢(shì),在疲勞壽命的68.7%之前,歸一化超聲非線性參數(shù)增加明顯,最大變化量較原始試樣增加43%,二階超聲非線性參數(shù)可以用來(lái)表征6082鋁合金的早期疲勞損傷,其最大值可以作為材料疲勞損傷到一定程度的參照值。同時(shí)利用X射線衍射(X-ray diffraction,XRD)、透射電子顯微鏡(Transmission electron microscope,TEM)對(duì)不同疲勞損傷程度的6082鋁合金試樣進(jìn)行了位錯(cuò)密度的計(jì)算與位錯(cuò)微結(jié)構(gòu)的觀察與分析,建立了位錯(cuò)密度變化和材料損傷演變過(guò)程與非線性參數(shù)變化的依存關(guān)系,在疲勞壽命68.7%之前,二階超聲非線性參數(shù)的變化與材料內(nèi)位錯(cuò)密度的變化呈正相關(guān),表明材料內(nèi)位錯(cuò)密度的變化是引起6082鋁合金疲勞損傷早期超聲非線性響應(yīng)增加的主要原因。分析TEM照片,原始試樣為平面位錯(cuò)結(jié)構(gòu),位錯(cuò)線很少,隨著疲勞損傷程度的增加,位錯(cuò)線逐漸增多,位錯(cuò)密度增大,開(kāi)始出現(xiàn)位錯(cuò)纏結(jié),并逐步形成位錯(cuò)墻結(jié)構(gòu),在非線性參數(shù)達(dá)到最大值時(shí),演化為成熟的位錯(cuò)胞結(jié)構(gòu)。通過(guò)掃描電子顯微鏡(Scanning electron microscope,SEM)對(duì)疲勞損傷試樣進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)在疲勞壽命68.7%之后,試樣中出現(xiàn)了疲勞裂紋,使有限振幅聲波在其傳播過(guò)程中的衰減增大,并且二次諧波的衰減大于基波衰減,導(dǎo)致超聲非線性參數(shù)的下降。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TG146.21

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2614706