發(fā)布時間：2017-05-11 19:00

  本文關鍵詞：材料原位力學試驗機拉伸模塊設計與試驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：材料性能研究在半導體、航空航天、武器國防、汽車制造、微型傳感器、大型裝備制造和綠色新能源產(chǎn)業(yè)等領域中有著廣泛的應用。傳統(tǒng)材料力學測試對于試件在測試過程中的各種微觀形貌的變化并沒有足夠的研究，而原位測試則可以獲得這些詳實的變化形貌圖片，這在材料破壞機理研究上的優(yōu)勢非常明顯。 在實際工作條件中，常規(guī)結構材料不會僅在常溫下受到單一載荷的作用，更多情況下會受到多種載荷共同的作用。而功能材料作為具備特殊的物理、化學及生物學效應的特殊材料，更多情況下是在多物理場環(huán)境下工作。可見，無論是結構材料還是功能材料，在實際工況下大多會受到復雜物理環(huán)境和復合載荷的影響。因此對于材料而言，研究其在多物理場和多載荷環(huán)境下的力學性能研究無論對于生產(chǎn)生活還是學術研究都具有非常重要的意義。 目前國內外原位測試力學研究得到較快發(fā)展，但仍局限于普通結構材料的單一載荷試驗，針對特殊材料的多載荷和多物理場試驗研究還并不多見。針對以上問題，本文以常規(guī)結構材料為主，結合功能材料，開展了多載荷多物理場微觀性能原位力學試驗機的研制，提出了用于修正測試參數(shù)的理論算法，并開展了拉扭復合載荷試驗和多物理場條件下的材料力學試驗研究。 本文從多載荷多物理場的角度出發(fā)，，研制了材料原位力學試驗機的拉伸模塊部分，研究了其中涉及的結構設計、有限元分析和校核等問題。開發(fā)出一種新的試驗機冷卻系統(tǒng)，系統(tǒng)采用環(huán)形槽結構，通過水冷卻方式對機體實現(xiàn)隔熱降溫，并通過隔熱試驗驗證了該冷卻系統(tǒng)的可靠性和安全性。 針對拉伸測試參數(shù)的準確性，本文分別從試件夾持變形、機體受力變形和主軸同軸度三個因素分析了測試參數(shù)誤差產(chǎn)生的原因，并相應提出了三種修正參數(shù)值的理論算法，研究了不同因素對于拉伸測試參數(shù)的影響量。通過研究計算發(fā)現(xiàn)，試件夾持變形和機體受力變形對拉伸測試結果影響較明顯，因此以二者修正算法為基礎，建立了整體的參數(shù)修正算法公式。 本文利用研制的試驗機，針對常規(guī)結構材料和功能材料開展了原位拉伸試驗，獲得了N6鎳的拉伸過程形貌變化圖像，了解了N6鎳的拉伸斷裂過程。針對5052鋁開展了拉扭復合試驗，研究了機體拉伸速率和扭轉速率對材料力學性能參數(shù)的影響關系。針對Q235鋼和N6鎳，結合熱、磁等外加物理場最大限度的模擬材料構件的真實工況，與常規(guī)環(huán)境試驗下的材料試件相對比，分析研究熱場和磁場對材料力學參數(shù)的影響關系。
【關鍵詞】：拉伸 原位測試 修正算法 多載荷 多物理場
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH87
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 選題背景與意義10-12
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 材料力學性能測試技術國內外研究進展12-14
• 1.2.2 原位拉伸測試技術國內外研究進展14-16
• 1.2.3 多物理場耦合微觀性能材料測試國內外研究進展16-17
• 1.3 本文主要研究內容17-20
• 第2章 原位力學試驗機拉伸模塊設計分析20-38
• 2.1 材料力學拉伸測試基本理論20-21
• 2.2 原位力學試驗機拉伸模塊的整體方案21-23
• 2.3 拉伸模塊機械結構設計分析23-29
• 2.3.1 驅動單元23-25
• 2.3.2 傳動單元25-29
• 2.3.3 試件夾具體29
• 2.4 冷卻系統(tǒng)29-34
• 2.4.1 冷卻系統(tǒng)結構組成及工作原理30-31
• 2.4.2 冷卻系統(tǒng)隔熱試驗31-34
• 2.5 拉伸模塊檢測控制系統(tǒng)34-37
• 2.5.1 檢測系統(tǒng)34-36
• 2.5.2 控制系統(tǒng)36-37
• 2.6 本章小結37-38
• 第3章 拉伸測試結果參數(shù)分析與修正38-52
• 3.1 拉伸測試結果參數(shù)分析38-43
• 3.1.1 試件夾持變形參數(shù)分析38-41
• 3.1.2 機體加載變形參數(shù)分析41-42
• 3.1.3 夾具同軸度參數(shù)分析42-43
• 3.2 修正算法系數(shù)計算43-49
• 3.2.1 試件夾持變形修正算法系數(shù)計算43-45
• 3.2.2 機體加載變形修正算法系數(shù)計算45-47
• 3.2.3 同軸度修正算法系數(shù)計算47-48
• 3.2.4 機體測試參數(shù)修正算法理論公式48-49
• 3.3 修正算法驗證試驗49-51
• 3.4 本章小結51-52
• 第4章 多載荷多物理場力學試驗測試52-66
• 4.1 力傳感器標定52-53
• 4.2 試驗流程53-55
• 4.2.1 試驗設備53-54
• 4.2.2 試驗試件54
• 4.2.3 試驗步驟54-55
• 4.3 典型材料力學原位拉伸試驗55-58
• 4.3.1 試樣選擇55
• 4.3.2 試驗結果55-57
• 4.3.3 原位觀測圖像57-58
• 4.4 拉伸扭轉復合載荷條件下試驗分析58-62
• 4.4.1 試樣選擇58
• 4.4.2 不同扭轉速率下的拉扭復合試驗58-60
• 4.4.3 不同拉伸速率下的拉扭復合試驗60-62
• 4.5 熱場環(huán)境下材料拉伸試驗分析62-63
• 4.5.1 試樣選擇62
• 4.5.2 熱場加載方式62-63
• 4.5.3 試驗結果分析63
• 4.6 磁場環(huán)境下材料拉伸試驗分析63-65
• 4.6.1 試樣選擇64
• 4.6.2 磁加載方式64
• 4.6.3 試驗結果分析64-65
• 4.7 本章小結65-66
• 第5章 總結與展望66-68
• 參考文獻68-74
• 作者簡介及主要科研成果74-76
• 致謝76

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 石多奇,楊曉光,王延榮;鎳基高溫合金 Udimet720Li硬化與蠕變響應本構建模(英文)[J];Chinese Journal of Aeronautics;2003年03期

2 王新林,孫桂琴;金屬功能材料發(fā)展概況[J];金屬功能材料;1999年04期

3 陳隆慶,趙明f

本文編號：357836