殘余應力是在沒有施加外部載荷(包括重力)或其它應力源(如熱梯度)的情況下,存在于材料內部的應力狀態(tài)。殘余應力一方面來源于制造過程,如變形、熱處理、制造加工等操作,另一方面來源于構件的使用過程,如接觸載荷、沖擊載荷和摩擦等,這些過程改變了材料的形狀或性能。殘余應力對材料和構件的工程性能,特別是疲勞壽命、變形、尺寸穩(wěn)定性、耐腐蝕性和脆性斷裂等有較大的影響。因此,殘余應力評估是結構構件設計中必不可少的一個重要環(huán)節(jié)。臨界折射縱波(簡稱L_CR波)是一種在固體表面以下傳播的體縱波,由于其對應力敏感而對材料織構不敏感的特性,可用于評估材料內部的殘余應力。在殘余應力檢測過程中,L_CR波傳播時間的精度受到多種不確定因素的影響,這些因素決定了L_CR波檢測殘余應力的誤差。因此,為了進一步提高測量結果的準確性,本文采用理論計算、Comsol仿真和試驗驗證相結合的方式,針對縱波入射角、換能器的頻率和晶片尺寸、換能器間距、環(huán)境溫度以及耦合狀態(tài)等關鍵影響因素開展了相關的研究工作。首先,通過“魯伯特之淚”這一神奇的物理現(xiàn)象直觀形象地詮釋了殘余應力的產生...

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1.1魯伯特之淚的外形

中北大學學位論文1．緒論魯伯特之淚應力，我們首先來了解一個神奇的物理現(xiàn)象---魯伯特之淚的淚滴，其形成過程就是將玻璃放置在鐵質容器中，在高力自然滴落到冰冷的水桶里，瞬間形成一個大腦袋拖著滴，俗稱“魯珀特之淚”。其神奇之處在于頭部能夠承受只需輕輕用力一折，整個淚滴就會瞬間爆裂為....

圖1.3殘余應力分布云圖

(a)制作過程(b)硬度敲擊試驗(c)爆裂的瞬間圖1.2神奇的魯伯特之淚從物理特性的角度上來分析，玻璃屬于過冷的液體而不是固體，若表面上存在一度的裂紋將會以聲的速度快速擴展到內部，從而使整個物體破裂成碎片，碎片大小于其內部殘余應力的大小和裂紋的分布密度。當用力敲擊....

圖1.4鋼軌的疲勞斷裂（3）殘余應力對構件脆性的影響

圖1.4鋼軌的疲勞斷裂殘余應力對構件脆性的影響處于脆性狀態(tài)，而外部經荷載的加載并未使材料發(fā)生塑性變形，的應力沒有進行自平衡的調整，致使構件中的殘余應力達到材成脆性破壞的產生。如果構件承受高應變速率的沖擊荷載時，材，材料可能從塑性狀態(tài)轉變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)。殘余應力作為初始應力是拉伸殘....

圖1.5齒輪的脆性斷裂及組織形貌

圖1.4鋼軌的疲勞斷裂（3）殘余應力對構件脆性的影響若材料處于脆性狀態(tài)，而外部經荷載的加載并未使材料發(fā)生塑性變形，即材料內部對于新增加的應力沒有進行自平衡的調整，致使構件中的殘余應力達到材料的屈服極限，從而造成脆性破壞的產生。如果構件承受高應變速率的沖擊荷載時，材料的塑性變....

本文編號：3954057