本文選題：高溫　切入點(diǎn)：拉伸　出處：《吉林大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：實(shí)際條件下,材料通常是在多種載荷復(fù)合加載的復(fù)雜條件下服役的。然而,就當(dāng)前狀況而言,學(xué)術(shù)界和工程界對(duì)復(fù)雜載荷條件下材料的變形損傷與破壞機(jī)理缺乏深入研究,進(jìn)而影響到對(duì)材料的服役性能評(píng)估和壽命預(yù)測(cè)。此外,高低溫、電場(chǎng)、磁場(chǎng)等特殊物理場(chǎng)也會(huì)對(duì)材料性能帶來(lái)影響,尤其高溫環(huán)境下,傳統(tǒng)金屬材料的力學(xué)行為會(huì)發(fā)生明顯變化。因此,針對(duì)特殊物理場(chǎng)開(kāi)展復(fù)雜載荷條件下材料的力學(xué)性能測(cè)試技術(shù)研究顯得十分必要。論文對(duì)拉伸、疲勞以及高溫測(cè)試技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述分析,并在此基礎(chǔ)上,提出了高溫拉伸-疲勞載荷條件下材料微觀(guān)力學(xué)性能測(cè)試的原理與方法,設(shè)計(jì)研制了高溫拉伸-疲勞測(cè)試裝置,經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證:該測(cè)試裝置可實(shí)現(xiàn)常溫環(huán)境以及500oC至1600oC高溫條件下的拉伸測(cè)試與拉伸-疲勞測(cè)試,為分析和研究材料在上述復(fù)雜載荷條件作用下的力學(xué)行為與損傷機(jī)制提供了方法。本文的主要研究工作包括:論文在提出高溫拉伸-疲勞載荷條件下材料微觀(guān)力學(xué)性能測(cè)試原理與方法的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了高溫拉伸-疲勞測(cè)試裝置;利用Abaqus軟件對(duì)裝置關(guān)鍵零部件和整機(jī)結(jié)構(gòu)的動(dòng)靜態(tài)特性開(kāi)展了有限元仿真,分析了測(cè)試裝置的可行性。開(kāi)展了測(cè)試裝置的研制組裝與電控單元的設(shè)計(jì)研制;結(jié)合程序控制部分,開(kāi)展了測(cè)試裝置電控單元與機(jī)械結(jié)構(gòu)的集成與調(diào)試。在此基礎(chǔ)上,對(duì)測(cè)試結(jié)果的重復(fù)性、高溫加載單元的加載穩(wěn)定性以及疲勞單元的可靠性分別進(jìn)行了測(cè)試與分析。結(jié)合試件的變形特點(diǎn),提出基于LVDT位移傳感器測(cè)量值計(jì)量試件標(biāo)距段變形量的校準(zhǔn)算法;測(cè)量了測(cè)試裝置的機(jī)架剛度,并根據(jù)拉伸載荷作用下機(jī)架的變形情況與試件變形的校準(zhǔn)算法,對(duì)彈性模量的計(jì)算方法進(jìn)行了修正校準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上,針對(duì)相同被測(cè)材料樣品,分別利用論文研制的測(cè)試裝置與商業(yè)化試驗(yàn)機(jī)開(kāi)展了測(cè)試分析,結(jié)合對(duì)彈性模量E、屈服強(qiáng)度s?、抗拉強(qiáng)度b?等基本力學(xué)參數(shù)測(cè)試結(jié)果的對(duì)比,發(fā)現(xiàn)論文研制的測(cè)試裝置的測(cè)試結(jié)果相比于商業(yè)化試驗(yàn)機(jī)測(cè)試結(jié)果的誤差均不超過(guò)5%,表明了論文提出的測(cè)試方法的可行性。論文在常溫條件下對(duì)Q235鋼開(kāi)展了拉伸試驗(yàn)測(cè)試,驗(yàn)證了測(cè)試裝置的重復(fù)性與穩(wěn)定性;通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試研究了拉伸加載速度對(duì)Q235鋼力學(xué)性能參數(shù)的影響,發(fā)現(xiàn)隨著拉伸加載速度增高,測(cè)得的材料抗拉強(qiáng)度有增大趨勢(shì);針對(duì)Q235鋼還開(kāi)展了拉伸-疲勞復(fù)合載荷測(cè)試,分別在材料拉伸測(cè)試的彈性階段、強(qiáng)化階段和局部變形階段對(duì)材料施加了低周疲勞載荷,結(jié)果顯示在彈性階段、強(qiáng)化階段施加疲勞載荷后明顯加速了材料的斷裂過(guò)程,且在強(qiáng)化階段、局部變形階段施加疲勞載荷后,材料所受的拉伸載荷有小幅衰減。論文還開(kāi)展了變溫條件下高溫合金GH113的拉伸試驗(yàn)測(cè)試,通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),隨著加載溫度的升高,GH1131的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度逐漸降低,而延伸率有所增加,且在材料發(fā)生突然斷裂前,隨著試件持續(xù)受拉伸長(zhǎng),常溫下所需的拉伸載荷仍呈遞增趨勢(shì),而在高溫700oC以上,隨著試件持續(xù)伸長(zhǎng),所需拉伸載荷逐漸衰減,且加載溫度越高,載荷衰減程度越大。
[Abstract]:On the basis of the theory and method of testing the mechanical properties of the materials under complex loading conditions , the paper presents the principle and method for testing the mechanical behavior and damage mechanism of the materials under the conditions of high temperature tensile and fatigue loading . The test results show that the test device can realize the mechanical behavior and the fatigue testing of the materials under the conditions of high temperature tensile and fatigue loading . The results show that the tensile strength and tensile strength of the test device are not more than 5 % compared with the test results of the commercial testing machine . The tensile load of the material is increased with the increase of the tensile loading speed . The tensile load required under the normal temperature is gradually decreased with the increase of the tensile loading speed .

【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TH87

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