本文關(guān)鍵詞：金屬爆炸焊接界面的形成發(fā)展及最終形貌研究

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【摘要】：隨著工業(yè)水平的不停發(fā)展,人們對材料的性能、質(zhì)量等都提出了更新的、更高的要求。復(fù)合材料通過將不同材料的物理、化學(xué)、力學(xué)等性能結(jié)合而在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。爆炸焊接以其在可焊材料組合方面的廣泛性以及在種類、尺寸、產(chǎn)量、質(zhì)量與成本等方面上的優(yōu)勢,在復(fù)合材料制備技術(shù)中引起人們越來越多的關(guān)注。爆炸焊接成型工藝中,最終的焊接界面形貌對焊接界面質(zhì)量有著重要影響。目前對爆炸焊接的研究多處于試驗、觀測、理論分析的宏觀、定性分析階段,并且研究也大都對于異種金屬爆炸焊接成型之間,且認(rèn)為是由于異種金屬間密度差異而形成波狀界面。對于同質(zhì)金屬間的成型、成波研究較少。為了推進爆炸焊接成型中同質(zhì)與異質(zhì)金屬爆炸焊接普遍適用的成型理論的形成,以及推進爆炸焊接界面定量化的分析。本文對同質(zhì)金屬爆炸焊接界面的形成、發(fā)展以及最終的形貌結(jié)構(gòu)進行了研究。本文通過建立流體塑性體模型對界面的形成與發(fā)展進行理論分析,得出不管是對于同質(zhì)或是不同質(zhì)兩板,其間的微空隙或基覆板之間間距是導(dǎo)致界面成型中失穩(wěn)的基本原因。并且在基覆板碰撞之前,覆板下表面就由爆轟波壓力而形成流體薄膜層,金屬流體薄膜與基復(fù)板間隙中的空氣存在密度差而產(chǎn)生失穩(wěn)。基覆板碰撞接觸后,原始擾動、原始失穩(wěn)與金屬流體凝固過程中的粘彈性存在競爭。通過掃描電鏡對爆炸焊接界面結(jié)構(gòu)進行觀測,發(fā)現(xiàn)隨著觀察精度的增加,界面具有更精細(xì)的形貌結(jié)構(gòu),需用統(tǒng)計學(xué)方法才能對其進行定量描述;并且在界面中存在許多微裂紋與光滑區(qū)域,微裂紋反映了材料的脆性行為,光滑區(qū)域反映出材料的韌性行為。通過三維超景深實驗對中心區(qū)域與邊側(cè)區(qū)域進行觀測,通過紅藍色彩將波峰波谷描繪出來。通過觀察可以清晰地看到,界面的峰谷特征。通過計算機對圖像進行灰度化以及二值化處理后,通過分形理論對圖像像素強度曲線與圖像輪廓線處理,發(fā)現(xiàn)簡單分形表征了界面的復(fù)雜程度,在沿爆轟方向上其界面復(fù)雜程度比垂直爆轟方向上要高,爆炸焊接中心區(qū)域界面復(fù)雜程度要比邊側(cè)區(qū)域高。通過多重分形對圖像分析,發(fā)現(xiàn)多重分形體現(xiàn)出界面分布的不均勻性,中心區(qū)域峰谷的不均勻性要比邊側(cè)區(qū)域大,中心區(qū)域界面復(fù)雜程度比邊側(cè)高,與簡單分維以及宏觀觀測的結(jié)果相一致。
【關(guān)鍵詞】：爆炸焊接 失穩(wěn) 界面形貌 分維理論
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG456.6
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 選題背景及意義9
• 1.2 爆炸焊接界面的研究現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 國外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 研究方法及論文結(jié)構(gòu)14-15
• 1.3.1 論文研究內(nèi)容及方法14
• 1.3.2 論文結(jié)構(gòu)安排14-15
• 第2章 爆炸焊接與分形理論概述15-33
• 2.1 爆炸焊接技術(shù)15-22
• 2.1.1 爆炸焊接原理15-16
• 2.1.2 爆炸焊接分類16-17
• 2.1.3 爆炸焊接參數(shù)17-18
• 2.1.4 爆炸焊接工藝流程18-19
• 2.1.5 爆炸焊接界面成波機理19-21
• 2.1.6 爆炸焊接的優(yōu)缺點21-22
• 2.2 分形理論概述22-32
• 2.2.1 分形的定義與性質(zhì)22-24
• 2.2.2 分形維數(shù)24-25
• 2.2.3 分形的計算25-27
• 2.2.4 多重分形理論27-31
• 2.2.5 分形理論在界面分析中的研究現(xiàn)狀31-32
• 2.3 本章小結(jié)32-33
• 第3章 實驗材料及實驗方法33-39
• 3.1 實驗材料33
• 3.2 實驗方法33-34
• 3.3 實驗樣品34-36
• 3.4 SEM實驗36-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第4章 爆炸焊接界面的形成與發(fā)展39-48
• 4.1 界面的形成39-41
• 4.2 界面的發(fā)展41-47
• 4.3 本章小結(jié)47-48
• 第5章 爆炸焊接界面形貌的觀察與分析48-68
• 5.1 三維超景深實驗48-50
• 5.2 分形分析流程50-59
• 5.2.1 圖像的灰度化52-54
• 5.2.2 圖像的二值化54-59
• 5.3 分形計算程序的編寫與正確性驗證59-60
• 5.4 沿爆轟方向與垂直爆轟方向分維計算60-63
• 5.5 中心區(qū)域與邊側(cè)區(qū)域的分維與多重分形計算63-66
• 5.6 本章小結(jié)66-68
• 第6章 結(jié)論與展望68-70
• 6.1 結(jié)論68
• 6.2 進一步工作的方向68-70
• 致謝70-71
• 參考文獻71-75
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果75

【參考文獻】

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本文編號：807655