【摘要】：隨著材料科學(xué)的不斷發(fā)展,工程界對材料力學(xué)性能測試與保障的要求越來越高。國內(nèi)外開始重視材料性能試驗機的研發(fā)與應(yīng)用,各種力學(xué)性能測試裝置的功能越來越完善。為了避免事故發(fā)生,提高產(chǎn)品質(zhì)量,通過力學(xué)性能試驗對材料進行研究顯得尤為重要。而大多數(shù)服役工況中,材料受載荷情況十分復(fù)雜。拉伸、彎曲兩種載荷是材料服役環(huán)境下最為典型的兩種受載形式,因而在材料力學(xué)性能測試中也被廣泛使用。無氧銅材料加工性能穩(wěn)定,常被應(yīng)用于汽車零部件、電線電纜等,因此,開展無氧銅材料力學(xué)性能的研究,對于機械制造與機械設(shè)計領(lǐng)域具有重要意義。論文在綜述分析拉伸、彎曲以及拉伸-彎曲復(fù)合作用下材料力學(xué)性能測試研究的基礎(chǔ)上,分析了拉伸、彎曲以及拉-彎復(fù)合加載測試?yán)碚?并就ANSYS Workbench軟件針對拉伸-彎曲復(fù)合加載的仿真方法進行概述。在國內(nèi)外研究進展及拉伸、彎曲相關(guān)理論的基礎(chǔ)上開展本文的試驗部分,利用課題組自制的多載荷多物理場耦合原位力學(xué)性能測試儀器,從不同加載條件下拉伸試驗的研究和不同加載條件下彎曲試驗的研究兩方面入手,通過大量的重復(fù)性試驗對無氧銅材料的相關(guān)力學(xué)性能進行研究。本文對TU2無氧銅材料進行不同條件下的拉伸以及施加不同預(yù)載荷的條件下的拉伸試驗,在單純拉伸試驗中,分別針對不同軋制方向、不同加載速度的試樣進行重復(fù)性試驗。發(fā)現(xiàn)軋制方向與拉伸方向呈0°的試樣,其測量出的彈性模量稍大于90°的試樣,且0°試樣的峰值應(yīng)力出現(xiàn)的較早,同時0°方向試樣的伸長率普遍小于90°試樣;而對于不同加載速度的試樣,可以看出在本文所給的速度范圍內(nèi),隨著加載速度的增加,抗拉強度有所增加,但彈性模量無明顯的規(guī)律性變化。對于預(yù)載荷下的拉伸試驗,對試樣施加預(yù)循環(huán)拉伸載荷時,試樣在經(jīng)過卸載后重新加載,其重新加載的曲線上會出現(xiàn)一個明顯的凸起,上屈服點有所提升,隨著預(yù)循環(huán)次數(shù)增加,材料的拉伸卸載時的卸載弦模量均呈現(xiàn)出下降趨勢;對試樣施加預(yù)彎曲撓度,其抗拉強度相對于純拉伸試樣有所下降,同時隨著預(yù)彎曲撓度的增加,材料伸長率呈現(xiàn)不斷降低的趨勢,但預(yù)彎曲撓度的大小對試樣抗拉強度影響不明顯,并結(jié)合掃描電子顯微鏡對預(yù)彎曲撓度下的拉伸斷口進行觀察與分析。本文針對無氧銅試樣進行兩端固定式三點彎曲試驗及預(yù)載荷下兩端固定式三點彎曲試驗。針對不同軋制方向的三點彎曲試驗,可以看出相對于軋制方向為0°的試樣,90°試樣在撓度為5mm時,其對應(yīng)載荷有所增加,且90°試樣所對應(yīng)的曲線相對而言波動略大;針對不同加載速度下的彎曲試驗,可以看出在所給速率范圍內(nèi),試樣的承載能力隨速度的增加呈現(xiàn)出略微增加的趨勢,但相差不大。對于不同預(yù)載荷的彎曲試驗,對試樣施加預(yù)循環(huán)彎曲載荷,每經(jīng)過一次卸載后重新加載,載荷值都有一定程度的提高,屈服強度也會有所提高;對于施加預(yù)拉伸位移的試樣,在彈性范圍內(nèi)施加預(yù)拉伸位移,隨著位移的增加,可以提高無氧銅材料的抗彎曲性能,在預(yù)拉伸位移到達一定程度后,其抗彎曲性能會有所下降,但對材料施加預(yù)拉伸位移對試樣彈性模量沒有明顯影響。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TB301

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本文編號：2662916