本文關(guān)鍵詞：2024鋁-鋁爆炸焊接界面剪切行為研究

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【摘要】：爆炸焊接材料以其優(yōu)異的綜合性能而廣泛應(yīng)用于工程領(lǐng)域。截至目前,爆炸焊接的研究主要集中在焊接界面的形成與焊接對(duì)象的完整復(fù)合方面,關(guān)于界面服役行為與性能的研究相對(duì)薄弱。對(duì)爆炸焊接界面拉伸剪切行為的認(rèn)識(shí),是實(shí)現(xiàn)焊接界面性能判定與評(píng)價(jià)的重要依據(jù),具有重要意義。本文通過對(duì)未經(jīng)熱處理的2024鋁-鋁爆炸焊接材料開展剪切實(shí)驗(yàn),觀察斷口界面,發(fā)現(xiàn)界面剪切強(qiáng)度隨加載速率升高而下降,并伴有斷口由脆性向韌性轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象,表現(xiàn)出逆應(yīng)變率效應(yīng)。進(jìn)一步基于分形理論對(duì)試件剪切斷口進(jìn)行表征,建立斷口界面剪切強(qiáng)度與輪廓分維值及多重分形譜關(guān)系,并對(duì)界面剪切行為進(jìn)行數(shù)值模擬,從而揭示試件剪切破壞的機(jī)理。本文系列研究工作得到以下結(jié)論:1.焊接界面剪切強(qiáng)度隨應(yīng)變率升高而降低,從斷口形貌及其輪廓分形維可認(rèn)識(shí)斷口界面剪切強(qiáng)度變化原因;此外,多重分形譜起點(diǎn)與終點(diǎn)間的高度差和跨度差值反映了界面的峰、谷落差及分布特征,是界面形貌特征的立體反映,并在數(shù)值上也與剪切強(qiáng)度正相關(guān)。2.由于爆炸焊接界面存在較大的加工硬化,在剪切實(shí)驗(yàn)中焊接界面在剪切載荷作用下加工硬化很快達(dá)到閾值而趨于穩(wěn)定,而熱軟化程度隨加載速度升高而增大,導(dǎo)致焊接界面剪切強(qiáng)度下降,斷口韌性特征增多。焊接界面剪切強(qiáng)度隨應(yīng)變率變化不是應(yīng)變率直接作用的結(jié)果,而是應(yīng)變率導(dǎo)致材料熱軟化,間接影響了材料的剪切強(qiáng)度和斷口脆韌性。3.對(duì)比2024鋁材料和爆炸焊接材料的剪切數(shù)值模擬結(jié)果,發(fā)現(xiàn)2024鋁材料試件是拉伸斷裂,剪切層應(yīng)力的變化較為簡單;而爆炸焊接材料試件是剪切斷裂,存在焊接界面的剪切層應(yīng)力變化有很大的起伏特征�？芍附咏缑娓淖兞嗽嚰䲠嗔训臋C(jī)理。
【關(guān)鍵詞】：爆炸焊接 剪切強(qiáng)度 分形 剪切機(jī)理 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG456.6
【目錄】：

• 摘要3-4
• abstract4-8
• 第1章 緒論8-24
• 1.1 引言8-9
• 1.2 爆炸焊接的發(fā)展及應(yīng)用9-13
• 1.2.1 爆炸焊接理論研究9-12
• 1.2.3 爆炸焊接數(shù)值模擬研究12-13
• 1.3 分形理論13-21
• 1.3.1 分形的概念14-16
• 1.3.2 分形維數(shù)16-17
• 1.3.3 多重分形17-18
• 1.3.4 多重分形譜18-21
• 1.3.4.1 多重分形的定義18-20
• 1.3.4.2 多重分形的基本性質(zhì)20-21
• 1.4 金屬斷口研究中分形的應(yīng)用21-23
• 1.4.1 斷裂分形的研究進(jìn)展21-22
• 1.4.2 分形在金屬圖像識(shí)別中的應(yīng)用22-23
• 1.5 本課題的主要研究內(nèi)容23-24
• 第2章 爆炸焊接原理及界面特性24-35
• 2.1 引言24
• 2.2 爆炸焊接技術(shù)的概念24
• 2.3 爆炸焊接原理24-25
• 2.4 爆炸焊接的特點(diǎn)及其優(yōu)缺點(diǎn)25-26
• 2.5 焊接界面的特性26-30
• 2.5.1 波狀界面特點(diǎn)26-29
• 2.5.2 焊接界面的加工硬化29-30
• 2.6 爆炸焊接復(fù)合材料的應(yīng)用30-32
• 2.7 爆炸焊接實(shí)驗(yàn)研究32-35
• 第3章 剪切實(shí)驗(yàn)、斷口分析及斷裂機(jī)理研究35-52
• 3.1 剪切實(shí)驗(yàn)研究35-40
• 3.1.1 剪切實(shí)驗(yàn)過程35-37
• 3.1.2 剪切實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析37-40
• 3.2 剪切斷口研究40-47
• 3.2.1 剪切斷口的SEM實(shí)驗(yàn)40-42
• 3.2.2 斷口輪廓的獲取42-43
• 3.2.3 斷口分形維數(shù)計(jì)算與分析43-45
• 3.2.4 斷口的多重分形的計(jì)算與分析45-47
• 3.2.5 斷口剪切強(qiáng)度與界面的分維及多重分形譜的關(guān)系47
• 3.3 焊接界面剪切機(jī)理研究47-50
• 3.4 本章小結(jié)50-52
• 第4章 剪切實(shí)驗(yàn)數(shù)值模擬52-64
• 4.1 引言52
• 4.2 數(shù)值模擬方法52-57
• 4.2.1 非線性動(dòng)力學(xué)求解流程53
• 4.2.2 中心差分法的穩(wěn)定條件53-54
• 4.2.3 RADIOSS Block時(shí)間步長控制54-55
• 4.2.4 RADIOSS Block時(shí)間步長控制卡片55-57
• 4.3 焊接界面剪切數(shù)值模擬57-63
• 4.3.1 剪切試件模型建立57-58
• 4.3.2 劃分單元網(wǎng)格及建立約束條件58-63
• 4.4 本章小結(jié)63-64
• 第5章 結(jié)論與展望64-66
• 5.1 結(jié)論64
• 5.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)64-65
• 5.3 進(jìn)一步工作的方向65-66
• 致謝66-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果71

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 郭訓(xùn)忠;陶杰;袁正;張立伍;孫顯俊;;爆炸焊接TA1/Al復(fù)合管的界面及性能研究[J];稀有金屬材料與工程;2012年01期

2 閆鴻浩,李曉杰,奚進(jìn)一,董守華;塊體非晶合金制備技術(shù)展望[J];金屬功能材料;2001年04期

3 鄭遠(yuǎn)謀;爆炸復(fù)合材料中的殘余應(yīng)力[J];上海有色金屬;2002年02期

4 王健;楊卓越;陳嘉硯;蘇杰;;304不銹鋼應(yīng)變誘發(fā)α′馬氏體相變及對(duì)力學(xué)性能的影響[J];物理測試;2006年05期

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本文編號(hào)：641786