鎂合金位錯(cuò)阻尼減振機(jī)理及其在內(nèi)燃機(jī)零部件中的應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-26 14:45
鎂合金是目前應(yīng)用的密度最小金屬結(jié)構(gòu)材料,具有密度低、比強(qiáng)度和比剛度高、電磁屏蔽能力強(qiáng)和易于回收利用等諸多優(yōu)點(diǎn)。目前,鎂合金在汽車制造中主要是作為輕量化結(jié)構(gòu)材料使用,以實(shí)現(xiàn)汽車減重從而降低能源消耗。在鎂合金的應(yīng)用和研究中發(fā)現(xiàn)其還具有優(yōu)良的阻尼性能,是一種典型的集結(jié)構(gòu)和減振功能于一體的輕量化綠色材料。其應(yīng)用于汽車制造,既有助于降低能源消耗和振動(dòng)噪聲又可以提高汽車的舒適性和安全性,具有廣闊的應(yīng)用前景。但是由于人們對(duì)于鎂合金的阻尼性能和機(jī)理及其應(yīng)用還停留在定性的認(rèn)識(shí)層面上,仍有一些關(guān)鍵的問(wèn)題沒能合理的解釋,難以對(duì)鎂合金和鎂合金制零部件的阻尼減振性能及其潛力進(jìn)行控制、利用和挖掘,導(dǎo)致其未能實(shí)現(xiàn)作為結(jié)構(gòu)和減振功能一體材料的高效利用,造成了巨大浪費(fèi)。本論文的研究依托國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“鎂合金阻尼力學(xué)行為及減振特性研究”(項(xiàng)目編號(hào):51175533),基于目前鎂合金位錯(cuò)阻尼減振機(jī)理及其在內(nèi)燃機(jī)零部件中應(yīng)用的現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題,重點(diǎn)針對(duì)內(nèi)燃機(jī)使用的鎂合金的位錯(cuò)阻尼性能、機(jī)理、鎂合金零部件的阻尼減振特性和減振性能優(yōu)勢(shì)及其應(yīng)用開展了以下的研究工作:(1)使用了動(dòng)態(tài)機(jī)械分析儀和脈沖響應(yīng)衰減法對(duì)內(nèi)燃機(jī)零部件...
【文章來(lái)源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:165 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景和研究意義
1.2 鎂及鎂合金材料的概況
1.2.1 鎂及鎂礦產(chǎn)資源開發(fā)概述
1.2.2 鎂及鎂合金材料的發(fā)展概況
1.2.3 國(guó)內(nèi)外鎂合金材料牌號(hào)及研發(fā)方向
1.3 鎂合金材料在汽車制造中應(yīng)用和研發(fā)的現(xiàn)狀
1.3.1 汽車內(nèi)部構(gòu)件
1.3.2 車身板件和車架
1.3.3 汽車底盤部件
1.3.4 汽車的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)部件
1.4 鎂合金材料的阻尼性能和阻尼機(jī)理的研究現(xiàn)狀
1.4.1 材料阻尼的定義和阻尼性能的種類及其特點(diǎn)
1.4.2 高阻尼金屬及其合金材料的阻尼機(jī)理
1.4.3 鎂合金材料的位錯(cuò)阻尼性能和阻尼機(jī)理的研究現(xiàn)狀
1.5 鎂合金制內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的阻尼減振性能的研究現(xiàn)狀
1.6 論文的主要研究?jī)?nèi)容
1.6.1 本論文研究對(duì)象的現(xiàn)狀中存在的主要問(wèn)題
1.6.2 論文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 鎂合金和鋁合金的阻尼性能測(cè)試與比較研究
2.1 材料的阻尼性能的表征與測(cè)量
2.1.1 材料的阻尼性能表征
2.1.2 阻尼的測(cè)量原理和方法
2.1.3 阻尼測(cè)量設(shè)備對(duì)比分析和選擇
2.2 阻尼應(yīng)變譜的測(cè)試
2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.2.2 測(cè)試方法和設(shè)備及測(cè)試參數(shù)
2.2.3 試件的制作
2.2.4 測(cè)試結(jié)果及分析
2.3 脈沖響應(yīng)衰減曲線和阻尼頻率譜的測(cè)試與計(jì)算
2.3.1 實(shí)驗(yàn)材料及其阻尼試件
2.3.2 測(cè)試方法和測(cè)試設(shè)備
2.3.3 測(cè)試結(jié)果及分析
2.4 小結(jié)
第3章 鎂合金的位錯(cuò)微觀動(dòng)力學(xué)行為與演化和位錯(cuò)阻尼機(jī)理研究
3.1 剪切應(yīng)力的形成條件
3.2 剪切應(yīng)力作用下的位錯(cuò)的動(dòng)力學(xué)行為的分析與研究
3.2.1 位錯(cuò)的滑移
3.2.2 位錯(cuò)的增殖
3.2.3 位錯(cuò)的反應(yīng)
3.2.4 位錯(cuò)的塞積
3.2.5 剪切應(yīng)力對(duì)位錯(cuò)微觀力學(xué)行為和位錯(cuò)阻尼的影響的分析
3.3 鎂合金位錯(cuò)動(dòng)力學(xué)行為及其演化的觀測(cè)與分析
3.3.1 研究和實(shí)驗(yàn)的流程
3.3.2 實(shí)驗(yàn)材料
3.3.3 位錯(cuò)的觀測(cè)設(shè)備
3.3.4 位錯(cuò)觀測(cè)薄片樣品的制作
3.3.5 觀測(cè)結(jié)果及分析
3.4 鎂合金的位錯(cuò)動(dòng)態(tài)演化過(guò)程及其阻尼機(jī)制的研究
3.5 小結(jié)
第4章 鎂合金和鋁合金制發(fā)動(dòng)機(jī)氣門室罩蓋有限元模型的建模、驗(yàn)證和靜力計(jì)算
4.1 有限元方法概述
4.2 氣門室罩蓋的有限元模型的建立
4.3 模態(tài)分析的理論基礎(chǔ)
4.4 計(jì)算模態(tài)分析
4.5 實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析
4.5.1 測(cè)試設(shè)備
4.5.2 測(cè)試方案
4.5.3 模態(tài)參數(shù)的識(shí)別
4.6 有限元模型的驗(yàn)證
4.7 鎂合金與鋁合金制罩蓋的靜力計(jì)算
4.7.1 邊界條件
4.7.2 計(jì)算結(jié)果
4.8 小結(jié)
第5章 鎂合金與鋁合金制發(fā)動(dòng)機(jī)氣門室罩蓋振動(dòng)響應(yīng)的仿真計(jì)算和比較
5.1 氣門室罩蓋振動(dòng)響應(yīng)的理論研究
5.2 氣門室罩蓋振動(dòng)響應(yīng)的仿真計(jì)算
5.2.1 有限元模型及邊界條件
5.2.2 AZ91D鎂合金與ADC12鋁合金的材料性能參數(shù)
5.2.3 氣門室罩蓋激勵(lì)載荷的信號(hào)采集
5.2.3.1 激勵(lì)信號(hào)的采集對(duì)象
5.2.3.2 試驗(yàn)平臺(tái)和設(shè)備
5.2.3.3 激勵(lì)信號(hào)的采集方案
5.2.3.4 采集的激勵(lì)信號(hào)
5.2.4 振動(dòng)響應(yīng)的仿真計(jì)算與分析
5.3 兩種材質(zhì)罩蓋振動(dòng)響應(yīng)的有限元仿真計(jì)算結(jié)果及對(duì)比分析
5.4 小結(jié)
第6章 鎂合金與鋁合金制發(fā)動(dòng)機(jī)氣門室罩蓋振動(dòng)響應(yīng)的測(cè)試和減振性能的比較研究
6.1 概述
6.2 試驗(yàn)對(duì)象、試驗(yàn)平臺(tái)和試驗(yàn)方案
6.2.1 試驗(yàn)對(duì)象
6.2.2 試驗(yàn)平臺(tái)和設(shè)備
6.2.3 試驗(yàn)方案
6.3 罩蓋表面振動(dòng)響應(yīng)的測(cè)試
6.3.1 測(cè)試系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定
6.3.2 加速度傳感器的安裝位置
6.3.3 加速度傳感器的安裝方式
6.4 加速度時(shí)域信號(hào)的處理
6.5 測(cè)試結(jié)果的對(duì)比與分析
6.6 測(cè)試結(jié)果與仿真計(jì)算結(jié)果的比較與分析
6.7 小結(jié)
第7章 全文總結(jié)和研究展望
7.1 全文總結(jié)
7.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
7.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介及科研成果
致謝
本文編號(hào):3161597
【文章來(lái)源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:165 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景和研究意義
1.2 鎂及鎂合金材料的概況
1.2.1 鎂及鎂礦產(chǎn)資源開發(fā)概述
1.2.2 鎂及鎂合金材料的發(fā)展概況
1.2.3 國(guó)內(nèi)外鎂合金材料牌號(hào)及研發(fā)方向
1.3 鎂合金材料在汽車制造中應(yīng)用和研發(fā)的現(xiàn)狀
1.3.1 汽車內(nèi)部構(gòu)件
1.3.2 車身板件和車架
1.3.3 汽車底盤部件
1.3.4 汽車的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)部件
1.4 鎂合金材料的阻尼性能和阻尼機(jī)理的研究現(xiàn)狀
1.4.1 材料阻尼的定義和阻尼性能的種類及其特點(diǎn)
1.4.2 高阻尼金屬及其合金材料的阻尼機(jī)理
1.4.3 鎂合金材料的位錯(cuò)阻尼性能和阻尼機(jī)理的研究現(xiàn)狀
1.5 鎂合金制內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的阻尼減振性能的研究現(xiàn)狀
1.6 論文的主要研究?jī)?nèi)容
1.6.1 本論文研究對(duì)象的現(xiàn)狀中存在的主要問(wèn)題
1.6.2 論文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 鎂合金和鋁合金的阻尼性能測(cè)試與比較研究
2.1 材料的阻尼性能的表征與測(cè)量
2.1.1 材料的阻尼性能表征
2.1.2 阻尼的測(cè)量原理和方法
2.1.3 阻尼測(cè)量設(shè)備對(duì)比分析和選擇
2.2 阻尼應(yīng)變譜的測(cè)試
2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.2.2 測(cè)試方法和設(shè)備及測(cè)試參數(shù)
2.2.3 試件的制作
2.2.4 測(cè)試結(jié)果及分析
2.3 脈沖響應(yīng)衰減曲線和阻尼頻率譜的測(cè)試與計(jì)算
2.3.1 實(shí)驗(yàn)材料及其阻尼試件
2.3.2 測(cè)試方法和測(cè)試設(shè)備
2.3.3 測(cè)試結(jié)果及分析
2.4 小結(jié)
第3章 鎂合金的位錯(cuò)微觀動(dòng)力學(xué)行為與演化和位錯(cuò)阻尼機(jī)理研究
3.1 剪切應(yīng)力的形成條件
3.2 剪切應(yīng)力作用下的位錯(cuò)的動(dòng)力學(xué)行為的分析與研究
3.2.1 位錯(cuò)的滑移
3.2.2 位錯(cuò)的增殖
3.2.3 位錯(cuò)的反應(yīng)
3.2.4 位錯(cuò)的塞積
3.2.5 剪切應(yīng)力對(duì)位錯(cuò)微觀力學(xué)行為和位錯(cuò)阻尼的影響的分析
3.3 鎂合金位錯(cuò)動(dòng)力學(xué)行為及其演化的觀測(cè)與分析
3.3.1 研究和實(shí)驗(yàn)的流程
3.3.2 實(shí)驗(yàn)材料
3.3.3 位錯(cuò)的觀測(cè)設(shè)備
3.3.4 位錯(cuò)觀測(cè)薄片樣品的制作
3.3.5 觀測(cè)結(jié)果及分析
3.4 鎂合金的位錯(cuò)動(dòng)態(tài)演化過(guò)程及其阻尼機(jī)制的研究
3.5 小結(jié)
第4章 鎂合金和鋁合金制發(fā)動(dòng)機(jī)氣門室罩蓋有限元模型的建模、驗(yàn)證和靜力計(jì)算
4.1 有限元方法概述
4.2 氣門室罩蓋的有限元模型的建立
4.3 模態(tài)分析的理論基礎(chǔ)
4.4 計(jì)算模態(tài)分析
4.5 實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析
4.5.1 測(cè)試設(shè)備
4.5.2 測(cè)試方案
4.5.3 模態(tài)參數(shù)的識(shí)別
4.6 有限元模型的驗(yàn)證
4.7 鎂合金與鋁合金制罩蓋的靜力計(jì)算
4.7.1 邊界條件
4.7.2 計(jì)算結(jié)果
4.8 小結(jié)
第5章 鎂合金與鋁合金制發(fā)動(dòng)機(jī)氣門室罩蓋振動(dòng)響應(yīng)的仿真計(jì)算和比較
5.1 氣門室罩蓋振動(dòng)響應(yīng)的理論研究
5.2 氣門室罩蓋振動(dòng)響應(yīng)的仿真計(jì)算
5.2.1 有限元模型及邊界條件
5.2.2 AZ91D鎂合金與ADC12鋁合金的材料性能參數(shù)
5.2.3 氣門室罩蓋激勵(lì)載荷的信號(hào)采集
5.2.3.1 激勵(lì)信號(hào)的采集對(duì)象
5.2.3.2 試驗(yàn)平臺(tái)和設(shè)備
5.2.3.3 激勵(lì)信號(hào)的采集方案
5.2.3.4 采集的激勵(lì)信號(hào)
5.2.4 振動(dòng)響應(yīng)的仿真計(jì)算與分析
5.3 兩種材質(zhì)罩蓋振動(dòng)響應(yīng)的有限元仿真計(jì)算結(jié)果及對(duì)比分析
5.4 小結(jié)
第6章 鎂合金與鋁合金制發(fā)動(dòng)機(jī)氣門室罩蓋振動(dòng)響應(yīng)的測(cè)試和減振性能的比較研究
6.1 概述
6.2 試驗(yàn)對(duì)象、試驗(yàn)平臺(tái)和試驗(yàn)方案
6.2.1 試驗(yàn)對(duì)象
6.2.2 試驗(yàn)平臺(tái)和設(shè)備
6.2.3 試驗(yàn)方案
6.3 罩蓋表面振動(dòng)響應(yīng)的測(cè)試
6.3.1 測(cè)試系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定
6.3.2 加速度傳感器的安裝位置
6.3.3 加速度傳感器的安裝方式
6.4 加速度時(shí)域信號(hào)的處理
6.5 測(cè)試結(jié)果的對(duì)比與分析
6.6 測(cè)試結(jié)果與仿真計(jì)算結(jié)果的比較與分析
6.7 小結(jié)
第7章 全文總結(jié)和研究展望
7.1 全文總結(jié)
7.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
7.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介及科研成果
致謝
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