在各類裝備中廣泛使用板狀或類板狀的金屬構(gòu)件,疲勞是金屬構(gòu)件的主要損傷形式之一。疲勞的產(chǎn)生會(huì)使服役中的構(gòu)件出現(xiàn)晶格位錯(cuò)、微塑性變形、微裂紋、殘余應(yīng)力集中等現(xiàn)象,如果不及時(shí)采取相應(yīng)的措施,在循環(huán)載荷作用下微裂紋將會(huì)不斷擴(kuò)展,最終造成構(gòu)件疲勞斷裂,甚至?xí)馂?zāi)難性的事故。因此,金屬構(gòu)件早期疲勞損傷的檢測(cè)與評(píng)估,對(duì)于確保金屬構(gòu)件的可靠性具有重要的理論和工程應(yīng)用價(jià)值。但是金屬構(gòu)件早期疲勞損傷難以檢測(cè),是亟待解決的難題。金屬構(gòu)件疲勞損傷的非線性超聲檢測(cè)機(jī)理是利用超聲波在金屬構(gòu)件中傳播時(shí),與材料中的疲勞損傷（如晶格位錯(cuò)或微裂紋等微缺陷）相互作用,使超聲波波形發(fā)生畸變,產(chǎn)生高次諧波分量,利用超聲非線性特征參數(shù)對(duì)材料微缺陷的敏感程度表征材料的非線性特性,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬構(gòu)件疲勞損傷的檢測(cè)。針對(duì)上述問(wèn)題,本文在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的支持下,研究非線性超聲理論和疲勞構(gòu)件中微塑性變形、微裂紋和殘余應(yīng)力等疲勞損傷的非線性超聲表征方法。以金屬板材為對(duì)象,設(shè)計(jì)了非線性超聲檢測(cè)系統(tǒng),研究了拉伸/壓縮試驗(yàn)、疲勞彎曲實(shí)驗(yàn)過(guò)程中超聲二階、三階相對(duì)非線性系數(shù)的變化規(guī)律,研究了加載過(guò)程中材料顯微組織的變化,從微觀角度分析了非線性... 

【文章來(lái)源】：北京理工大學(xué)北京市211工程院校985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號(hào)列表
第1章 緒論
    1.1 研究的目的和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
        1.2.1 線性超聲參數(shù)對(duì)疲勞損傷的敏感度
        1.2.2 非線性超聲參數(shù)對(duì)疲勞損傷的敏感性
    1.3 論文的主要研究工作及內(nèi)容安排
第2章 非線性超聲傳播理論
    2.1 非線性超聲波動(dòng)理論
        2.1.1 基本假定
        2.1.2 固體介質(zhì)中非線性波動(dòng)方程
        2.1.3 非線性波動(dòng)方程的求解
    2.2 超聲非線性系數(shù)與金屬構(gòu)件疲勞損傷的關(guān)系
        2.2.1 超聲非線性系數(shù)的分析
        2.2.2 金屬疲勞損傷引起超聲傳播非線性機(jī)理
    2.3 本章小結(jié)
第3章 疲勞構(gòu)件中非線性超聲的位錯(cuò)表征理論
    3.1 超聲非線性系數(shù)的位錯(cuò)單極模型
    3.2 超聲非線性系數(shù)的位錯(cuò)偶模型
    3.3 超聲非線性系數(shù)的位錯(cuò)綜合模型
    3.4 本章小結(jié)
第4章 疲勞構(gòu)件中殘余應(yīng)力的非線性超聲表征方法
    4.1 殘余應(yīng)力的超聲波檢測(cè)基本理論
    4.2 殘余應(yīng)力對(duì)超聲非線性系數(shù)的影響
    4.3 應(yīng)力非線性超聲檢測(cè)實(shí)驗(yàn)研究
        4.3.1 非線性超聲檢測(cè)系統(tǒng)
        4.3.2 45鋼非線性超聲檢測(cè)實(shí)驗(yàn)研究
        4.3.3 2A12鋁合金非線性超聲檢測(cè)實(shí)驗(yàn)研究
        4.3.4 GH4169高溫合金非線性超聲檢測(cè)實(shí)驗(yàn)研究
    4.4 應(yīng)力非線性檢測(cè)系統(tǒng)特性研究
    4.5 本章小結(jié)
第5章 疲勞構(gòu)件中微裂紋的非線性超聲表征方法
    5.1 微裂紋的超聲表征機(jī)理
    5.2 微裂紋的非線性超聲表征方法
        5.2.1 微裂紋彈性接觸模型
        5.2.2 微裂紋非線性彈簧模型
    5.3 基于有限元分析的微裂紋超聲非線性系數(shù)的研究
    5.4 微裂紋非線性超聲檢測(cè)實(shí)驗(yàn)研究
        5.4.1 45鋼微裂紋檢測(cè)實(shí)驗(yàn)研究
        5.4.2 2A12鋁合金微裂紋檢測(cè)實(shí)驗(yàn)研究
    5.5 塑形變形的非線性超聲表征方法
    5.6 本章小結(jié)
第6章 基于超聲非線性和概率分析的疲勞壽命預(yù)測(cè)方法
    6.1 金屬構(gòu)件疲勞累積損傷理論
    6.2 基于概率分析的疲勞壽命預(yù)測(cè)方法
    6.3 金屬構(gòu)件疲勞壽命非線性超聲檢測(cè)實(shí)驗(yàn)研究
        6.3.1 疲勞試件的材料及制作
        6.3.2 疲勞彎曲試驗(yàn)
        6.3.3 疲勞壽命非線性超聲檢測(cè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
        6.3.4 45鋼疲勞壽命非線性超聲檢測(cè)實(shí)驗(yàn)研究
        6.3.5 2A12鋁合金疲勞壽命非線性超聲檢測(cè)實(shí)驗(yàn)研究
        6.3.6 GH4169高溫合金非線性超聲檢測(cè)實(shí)驗(yàn)研究
        6.3.7 基于非線性超聲疲勞壽命預(yù)測(cè)分析
    6.4 疲勞壽命的預(yù)測(cè)誤差分析
    6.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單
致謝
作者簡(jiǎn)介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3639636