發(fā)布時間：2017-08-08 20:08

  本文關鍵詞：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用于工程領域。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象的完整復合方面,關于界面服役行為與性能的研究相對薄弱。對爆炸焊接界面拉伸剪切行為的認識,是實現焊接界面性能判定與評價的重要依據,具有重要意義。本文通過對未經熱處理的2024鋁-鋁爆炸焊接材料開展剪切實驗,觀察斷口界面,發(fā)現界面剪切強度隨加載速率升高而下降,并伴有斷口由脆性向韌性轉變的現象,表現出逆應變率效應。進一步基于分形理論對試件剪切斷口進行表征,建立斷口界面剪切強度與輪廓分維值及多重分形譜關系,并對界面剪切行為進行數值模擬,從而揭示試件剪切破壞的機理。本文系列研究工作得到以下結論:1.焊接界面剪切強度隨應變率升高而降低,從斷口形貌及其輪廓分形維可認識斷口界面剪切強度變化原因;此外,多重分形譜起點與終點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,并在數值上也與剪切強度正相關。2.由于爆炸焊接界面存在較大的加工硬化,在剪切實驗中焊接界面在剪切載荷作用下加工硬化很快達到閾值而趨于穩(wěn)定,而熱軟化程度隨加載速度升高而增大,導致焊接界面剪切強度下降,斷口韌性特征增多。焊接界面剪切強度隨應變率變化不是應變率直接作用的結果,而是應變率導致材料熱軟化,間接影響了材料的剪切強度和斷口脆韌性。3.對比2024鋁材料和爆炸焊接材料的剪切數值模擬結果,發(fā)現2024鋁材料試件是拉伸斷裂,剪切層應力的變化較為簡單;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理。
【關鍵詞】：爆炸焊接 剪切強度 分形 剪切機理 數值模擬
【學位授予單位】：南昌大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：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)展及應用9-13
• 1.2.1 爆炸焊接理論研究9-12
• 1.2.3 爆炸焊接數值模擬研究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20-21
• 1.4 金屬斷口研究中分形的應用21-23
• 1.4.1 斷裂分形的研究進展21-22
• 1.4.2 分形在金屬圖像識別中的應用22-23
• 1.5 本課題的主要研究內容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 爆炸焊接技術的概念24
• 2.3 爆炸焊接原理24-25
• 2.4 爆炸焊接的特點及其優(yōu)缺點25-26
• 2.5 焊接界面的特性26-30
• 2.5.1 波狀界面特點26-29
• 2.5.2 焊接界面的加工硬化29-30
• 2.6 爆炸焊接復合材料的應用30-32
• 2.7 爆炸焊接實驗研究32-35
• 第3章 剪切實驗、斷口分析及斷裂機理研究35-52
• 3.1 剪切實驗研究35-40
• 3.1.1 剪切實驗過程35-37
• 3.1.2 剪切實驗結果及分析37-40
• 3.2 剪切斷口研究40-47
• 3.2.1 剪切斷口的SEM實驗40-42
• 3.2.2 斷口輪廓的獲取42-43
• 3.2.3 斷口分形維數計算與分析43-45
• 3.2.4 斷口的多重分形的計算與分析45-47
• 3.2.5 斷口剪切強度與界面的分維及多重分形譜的關系47
• 3.3 焊接界面剪切機理研究47-50
• 3.4 本章小結50-52
• 第4章 剪切實驗數值模擬52-64
• 4.1 引言52
• 4.2 數值模擬方法52-57
• 4.2.1 非線性動力學求解流程53
• 4.2.2 中心差分法的穩(wěn)定條件53-54
• 4.2.3 RADIOSS Block時間步長控制54-55
• 4.2.4 RADIOSS Block時間步長控制卡片55-57
• 4.3 焊接界面剪切數值模擬57-63
• 4.3.1 剪切試件模型建立57-58
• 4.3.2 劃分單元網格及建立約束條件58-63
• 4.4 本章小結63-64
• 第5章 結論與展望64-66
• 5.1 結論64
• 5.2 論文創(chuàng)新點64-65
• 5.3 進一步工作的方向65-66
• 致謝66-67
• 參考文獻67-71
• 攻讀學位期間的研究成果71

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前4條

1 郭訓忠;陶杰;袁正;張立伍;孫顯俊;;爆炸焊接TA1/Al復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,奚進一,董守華;塊體非晶合金制備技術展望[J];金屬功能材料;2001年04期

3 鄭遠謀;爆炸復合材料中的殘余應力[J];上海有色金屬;2002年02期

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

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本文編號：641786