本文關(guān)鍵詞：電磁孔強(qiáng)化系統(tǒng)的理論分析、應(yīng)用探究及優(yōu)化設(shè)計(jì)

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【摘要】：相比于傳統(tǒng)的孔疲勞壽命強(qiáng)化技術(shù),采用電磁方法對孔件進(jìn)行強(qiáng)化時(shí)具有不損傷材料表面、對孔型孔徑不敏感、調(diào)節(jié)簡單可控、易于強(qiáng)化薄板等獨(dú)特優(yōu)勢,因而具有極為廣闊的研究前景。電磁孔強(qiáng)化的基本原理是利用電磁感應(yīng)的方法在孔件材料內(nèi)部產(chǎn)生環(huán)向方向的感應(yīng)電流,并在孔件所處區(qū)域產(chǎn)生一個(gè)軸向方向的背景磁場。當(dāng)感應(yīng)電流和背景磁場大到一定程度時(shí),孔件受到的徑向脈沖電磁力將會(huì)使得孔壁附近的局部區(qū)域迅速加載至塑性階段,然后由于塑性應(yīng)變殘留在孔件內(nèi),材料內(nèi)部為了保持平衡將形成一個(gè)局部的殘余壓應(yīng)力層,從而達(dá)到所需的強(qiáng)化效果。文章首先詳細(xì)闡述了電磁孔強(qiáng)化系統(tǒng)的原理、基本結(jié)構(gòu)以及具體的實(shí)現(xiàn)方法,解釋了內(nèi)外電路都采用續(xù)流回路的原因。然后建立了電磁孔強(qiáng)化系統(tǒng)的電磁場-電路-結(jié)構(gòu)場-溫度場的有限元數(shù)值計(jì)算模型,包括二維軸對稱模型和三維模型。接下來從彈塑性力學(xué)的原理出發(fā),成功構(gòu)建了平面應(yīng)變狀態(tài)下孔件材料的彈塑性力學(xué)模型,詳盡分析了放電強(qiáng)化時(shí)孔件材料的受力變化過程,著重從應(yīng)力-應(yīng)變曲線的角度研究了孔件的殘余應(yīng)力分布情況,并探討了內(nèi)外線圈放電的時(shí)間間隔對最終強(qiáng)化效果的影響。隨后,探究了電磁孔強(qiáng)化下孔件孔邊距和孔間距的適用范圍。最后,利用有限元模型結(jié)合理論分析對電磁孔強(qiáng)化原型系統(tǒng)進(jìn)行了一個(gè)全方位的優(yōu)化設(shè)計(jì),結(jié)果表明優(yōu)化后所需的能量和線圈溫升相比原型系統(tǒng)都有著大幅的下降,達(dá)到了較好的優(yōu)化效果。
【關(guān)鍵詞】：孔疲勞壽命強(qiáng)化技術(shù) 電磁強(qiáng)化 徑向脈沖電磁力 殘余應(yīng)力 優(yōu)化設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG66
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 概論9-15
• 1.1 孔疲勞壽命強(qiáng)化技術(shù)及強(qiáng)化機(jī)理9-10
• 1.2 傳統(tǒng)孔疲勞壽命強(qiáng)化技術(shù)的分類和特點(diǎn)10-11
• 1.3 電磁孔強(qiáng)化技術(shù)的研究現(xiàn)狀和進(jìn)展11-12
• 1.4 課題研究的意義和主要內(nèi)容12-15
• 2 電磁孔強(qiáng)化的作用原理和具體實(shí)現(xiàn)方法15-28
• 2.1 電磁孔強(qiáng)化的基本原理15-16
• 2.2 電磁孔強(qiáng)化的線圈布置方式16-18
• 2.3 電磁孔強(qiáng)化系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方法18-28
• 3 電磁孔強(qiáng)化的有限元多場耦合模型的構(gòu)建28-39
• 3.1 電磁孔強(qiáng)化的數(shù)學(xué)模型28-30
• 3.2 電磁孔強(qiáng)化系統(tǒng)的有限元數(shù)值模型30-35
• 3.3 有限元模型的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和拉伸測試35-39
• 4 電磁孔強(qiáng)化的殘余應(yīng)力分布探究39-63
• 4.1 孔件材料的彈塑性力學(xué)模型39-47
• 4.2 電磁孔強(qiáng)化下孔件的受力過程及殘余應(yīng)力分布47-60
• 4.3 內(nèi)外線圈最佳放電間隔的確定60-63
• 5 電磁孔強(qiáng)化下孔件孔邊距和孔間距的適用范圍63-73
• 5.1 單孔型孔件的孔邊距對殘余應(yīng)力分布的影響63-67
• 5.2 多孔型孔件的孔間距對殘余應(yīng)力分布的影響67-73
• 6 電磁孔強(qiáng)化系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)73-97
• 6.1 系統(tǒng)優(yōu)化的基本原則73-75
• 6.2 系統(tǒng)優(yōu)化的具體過程75-92
• 6.3 優(yōu)化后系統(tǒng)的極限應(yīng)用參數(shù)92-95
• 6.4 系統(tǒng)的優(yōu)化效果對比95-97
• 7 全文總結(jié)與工作展望97-99
• 7.1 全文總結(jié)97-98
• 7.2 工作展望98-99
• 致謝99-101
• 參考文獻(xiàn)101-105

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：702236