服役狀態(tài)下的機(jī)械零部件通常受到多種工況的同時(shí)作用。傳統(tǒng)的拉伸、彎曲、扭轉(zhuǎn)等單一工況材料力學(xué)性能測(cè)試技術(shù)手段已難以滿足力學(xué)性能分析需求,制約了材料研發(fā)工藝的改進(jìn)及裝備的優(yōu)化設(shè)計(jì)制造。與此同時(shí),利用顯微成像技術(shù)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)材料變形損傷的原位測(cè)試技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,為研究材料力學(xué)性能提供了嶄新的方法。針對(duì)復(fù)雜工況下材料損傷機(jī)理和力學(xué)行為規(guī)律的研究需求,研制復(fù)雜工況材料力學(xué)性能測(cè)試裝備,已成為國(guó)際學(xué)術(shù)界和工程界關(guān)注的焦點(diǎn)。在綜述分析相關(guān)領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,論文開展了拉伸、扭轉(zhuǎn)、彎曲和納米壓痕復(fù)雜工況材料力學(xué)性能原位測(cè)試裝備的設(shè)計(jì)分析。全文搭建了以試驗(yàn)需求為目標(biāo)的設(shè)計(jì)架構(gòu),以試驗(yàn)理論、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、誤差分析與精度校準(zhǔn)和試驗(yàn)驗(yàn)證為主線的研究體系,完成了復(fù)雜工況材料力學(xué)性能的原位試驗(yàn)研究。論文的主要研究?jī)?nèi)容概括如下:（1）開展了力學(xué)性能試驗(yàn)與裝備校準(zhǔn)理論研究。綜述了應(yīng)用于復(fù)雜工況力學(xué)性能分析和測(cè)試裝備校準(zhǔn)相關(guān)的拉伸、扭轉(zhuǎn)、彎曲和納米壓痕工況試驗(yàn)的基本理論;并在此基礎(chǔ)上提出了基于細(xì)觀力學(xué)和原位監(jiān)測(cè)技術(shù)的納米壓痕表征材料本構(gòu)關(guān)系的研究方法�？偨Y(jié)了工程材料在復(fù)雜工況下?lián)p傷理論和應(yīng)力狀態(tài)分析理論;并且為復(fù)雜工況應(yīng)... 

【文章來源】：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)】：145 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

復(fù)雜工況下材料損傷失效實(shí)例[5]

第1章緒論3發(fā)展到多工況力學(xué)性能測(cè)試試驗(yàn)機(jī)（萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，但工況仍處于單一加載狀態(tài)）。同時(shí)，材料力學(xué)性能測(cè)試技術(shù)由宏觀力學(xué)性能測(cè)試的試驗(yàn)機(jī)產(chǎn)品發(fā)展到微觀力學(xué)性能測(cè)試的納米壓痕測(cè)試裝備。隨著人們對(duì)材料服役工況的認(rèn)識(shí)和復(fù)雜工況測(cè)試?yán)碚摰纳钊耄瑸榱烁訙?zhǔn)確地獲得材料的力學(xué)性能，就需要開展復(fù)雜工況下力學(xué)性能試驗(yàn)研究。隨著科技的發(fā)展，具有實(shí)際工程意義的復(fù)雜工況下材料力學(xué)性能測(cè)試顯得愈加重要。對(duì)于根據(jù)測(cè)試工況需求和測(cè)試?yán)碚撔枨箝_發(fā)力學(xué)性能測(cè)試裝置的需求也日漸突出。同時(shí)，原位測(cè)試技術(shù)及相關(guān)理論在發(fā)展的過程中不斷能夠滿足各類測(cè)試場(chǎng)景的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與分析，圖1.2是力學(xué)性能測(cè)試技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。因此，對(duì)于集成原位力學(xué)性能分析的復(fù)雜工況力學(xué)性能測(cè)試裝備的需求日趨強(qiáng)烈。圖1.2材料力學(xué)性能測(cè)試技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)在試驗(yàn)機(jī)領(lǐng)域，復(fù)雜工況是指多場(chǎng)耦合加載的服役工況，包括復(fù)雜機(jī)械載荷的加載與多物理場(chǎng)的加載。俠義角度來講，兩種或兩種以上載荷的復(fù)合加載形式屬于復(fù)雜工況的范疇。本文主要研究典型機(jī)械載荷的復(fù)雜工況形式，包括拉伸載荷、扭轉(zhuǎn)載荷、彎曲載荷和納米壓痕載荷的兩兩組合加載。1.2.1單一工況力學(xué)性能測(cè)試技術(shù)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀單一工況力學(xué)性能測(cè)試是常規(guī)單一載荷下材料力學(xué)性能的測(cè)試形式。單一工況力學(xué)曲線和力學(xué)參數(shù)是衡量測(cè)試裝置精度的可靠指標(biāo)。單一工況力學(xué)性能測(cè)試?yán)碚?

得了6061鋁合金和7075鋁合金的本構(gòu)關(guān)系函數(shù)，并指出了壓痕深度和壓痕測(cè)試區(qū)域是影響材料性能分析的主要因素。對(duì)于大的壓痕深度，基底的影響比較明顯。從細(xì)觀力學(xué)的角度講，對(duì)于金相組織均勻的工程材料，大的壓痕深度可以反應(yīng)材料整體的力學(xué)性能；小的壓痕深度，代表金相組織的力學(xué)性能[31]。2006年，湘潭大學(xué)的黃勇力[32]采用納米壓痕法表征應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的理論分析了薄膜基底的本構(gòu)關(guān)系。試驗(yàn)過程所使用的是Hysitron公司的TriboIndenter材料微納米力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)，整套設(shè)備占用較大空間，不利于其他工況模塊的集成。圖1.3TriboIndenter材料微納米力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)[32]2007年，AntunesJ等[33]學(xué)者也借助于有限元分析法利用反演分析計(jì)算了沖壓優(yōu)質(zhì)鋼（DC06），不銹鋼AISI304鋼和BK7玻璃的應(yīng)力-應(yīng)變函數(shù)。并對(duì)分析算法進(jìn)行了系統(tǒng)分析。2016年，ChengG等[34]學(xué)者利用納米壓痕法定量研究回火工藝對(duì)DP980鋼單相性能的影響。2017年，DamasoM等[35]學(xué)者利用優(yōu)化的反演分析法計(jì)算了S355結(jié)構(gòu)鋼焊接板材材料的本構(gòu)關(guān)系曲線，并且屈服強(qiáng)度和應(yīng)變硬化指數(shù)的計(jì)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]冷金屬過渡加脈沖電弧增材制造4043鋁合金薄壁件的組織與拉伸性能[J]. 蔣旗,張培磊,劉志強(qiáng),于治水,史海川.  機(jī)械工程材料. 2020(01)
[2]兩相區(qū)變形對(duì)TC17鈦合金組織及拉伸性能的影響[J]. 王丹,趙興東,徐建偉,曾衛(wèi)東.  熱加工工藝. 2020(06)
[3]提高CQ級(jí)鍍鋅鋼帶彎曲性能的研究[J]. 杜秀珍,張健.  河北冶金. 2019(10)
[4]應(yīng)變率和應(yīng)力三軸度對(duì)Q345B鋼動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的影響研究[J]. 孟利平,程遠(yuǎn)征,張倫平,王海坤,汪俊,劉建湖.  船舶力學(xué). 2019(10)
[5]AZ31鎂合金棒材循環(huán)扭轉(zhuǎn)變形及其對(duì)力學(xué)性能的影響[J]. 宋廣勝,紀(jì)開盛,張士宏.  材料工程. 2019(09)
[6]金屬材料洛氏硬度與抗拉強(qiáng)度的相關(guān)關(guān)系[J]. 吳芳堤,曹晶晶.  理化檢驗(yàn)(物理分冊(cè)). 2019(05)
[7]應(yīng)力三軸度和羅德參數(shù)對(duì)鋁合金韌性斷裂的影響（英文）[J]. 劉立熙,鄭清麗,朱健,李志強(qiáng).  稀有金屬材料與工程. 2019(02)
[8]三點(diǎn)彎曲法測(cè)定檳榔干果纖維層彈性模量研究[J]. 康效寧,李梁,吉建邦.  食品與機(jī)械. 2018(10)
[9]基于多體系統(tǒng)理論的數(shù)控機(jī)床加工精度幾何誤差預(yù)測(cè)模型[J]. 王開德,張欣,韓凱凱,王洪樂.  機(jī)床與液壓. 2018(17)
[10]納米壓痕表征技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 陳今龍,周素洪,葉兵,蔣海燕,丁文江.  熱加工工藝. 2018(16)

博士論文
[1]DP鋼組織與力學(xué)性能的差異及其對(duì)成形的影響[D]. 孔政.北京科技大學(xué) 2018
[2]拉伸彎曲復(fù)合載荷材料力學(xué)性能原位測(cè)試裝置設(shè)計(jì)分析與試驗(yàn)研究[D]. 李海連.吉林大學(xué) 2018
[3]接近服役條件材料力學(xué)性能原位測(cè)試裝置設(shè)計(jì)分析與試驗(yàn)研究[D]. 李檸.吉林大學(xué) 2017
[4]拉伸—彎曲預(yù)載荷下納米壓痕裝置設(shè)計(jì)分析與試驗(yàn)研究[D]. 崔利娜.吉林大學(xué) 2016
[5]壓痕/劃痕測(cè)試若干理論與基于自制儀器的試驗(yàn)研究[D]. 黃虎.吉林大學(xué) 2014
[6]基于納米壓痕技術(shù)的涂層殘余應(yīng)力研究[D]. 朱麗娜.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京） 2013
[7]航空鋁合金缺陷及應(yīng)力脈沖渦流無(wú)損檢測(cè)研究[D]. 周德強(qiáng).南京航空航天大學(xué) 2010

碩士論文
[1]等徑角軋制6016鋁合金板材的組織及力學(xué)性能研究[D]. 邱群.湖南科技大學(xué) 2017
[2]材料扭轉(zhuǎn)力學(xué)性能測(cè)試裝置設(shè)計(jì)分析與試驗(yàn)[D]. 劉先華.吉林大學(xué) 2017
[3]溫度與加載速度對(duì)FRP與鋼板界面力學(xué)性能的影響[D]. 姚明俠.湖南大學(xué) 2016
[4]拉伸—剪切復(fù)合載荷原位力學(xué)測(cè)試裝置設(shè)計(jì)分析與試驗(yàn)研究[D]. 高景.吉林大學(xué) 2015
[5]原位微納米壓痕測(cè)試裝置設(shè)計(jì)分析與試驗(yàn)研究[D]. 張永利.吉林大學(xué) 2015
[6]型鋼混凝土構(gòu)件復(fù)合受扭性能及設(shè)計(jì)方法研究[D]. 劉寶興.蘇州科技學(xué)院 2014
[7]基于納米壓痕和有限元仿真的TSV-Cu力學(xué)性能分析[D]. 項(xiàng)敏.北京工業(yè)大學(xué) 2014
[8]微觀力學(xué)性能原位剪切測(cè)試裝置的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[D]. 白美林.吉林大學(xué) 2014
[9]可原位觀測(cè)拉扭復(fù)合試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)及動(dòng)靜態(tài)分析[D]. 張攀峰.吉林大學(xué) 2014
[10]中低頻材料微觀力學(xué)性能原位拉伸測(cè)試儀設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[D]. 李秦超.吉林大學(xué) 2012



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