發(fā)布時間：2022-02-22 14:29

　　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)生會使服役中的構(gòu)件出現(xiàn)晶格位錯、微塑性變形、微裂紋、殘余應(yīng)力集中等現(xiàn)象,如果不及時采取相應(yīng)的措施,在循環(huán)載荷作用下微裂紋將會不斷擴展,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與評估,對于確保金屬構(gòu)件的可靠性具有重要的理論和工程應(yīng)用價值。但是金屬構(gòu)件早期疲勞損傷難以檢測,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機理是利用超聲波在金屬構(gòu)件中傳播時,與材料中的疲勞損傷（如晶格位錯或微裂紋等微缺陷）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)對材料微缺陷的敏感程度表征材料的非線性特性,從而實現(xiàn)對金屬構(gòu)件疲勞損傷的檢測。針對上述問題,本文在國家自然科學(xué)基金項目的支持下,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。以金屬板材為對象,設(shè)計了非線性超聲檢測系統(tǒng),研究了拉伸/壓縮試驗、疲勞彎曲實驗過程中超聲二階、三階相對非線性系數(shù)的變化規(guī)律,研究了加載過程中材料顯微組織的變化,從微觀角度分析了非線性... 

【文章來源】：北京理工大學(xué)北京市211工程院校985工程院校

【文章頁數(shù)】：145 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號列表
第1章 緒論
    1.1 研究的目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
        1.2.1 線性超聲參數(shù)對疲勞損傷的敏感度
        1.2.2 非線性超聲參數(shù)對疲勞損傷的敏感性
    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 非線性超聲波動理論
        2.1.1 基本假定
        2.1.2 固體介質(zhì)中非線性波動方程
        2.1.3 非線性波動方程的求解
    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表征理論
    3.1 超聲非線性系數(shù)的位錯單極模型
    3.2 超聲非線性系數(shù)的位錯偶模型
    3.3 超聲非線性系數(shù)的位錯綜合模型
    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)力的超聲波檢測基本理論
    4.2 殘余應(yīng)力對超聲非線性系數(shù)的影響
    4.3 應(yīng)力非線性超聲檢測實驗研究
        4.3.1 非線性超聲檢測系統(tǒng)
        4.3.2 45鋼非線性超聲檢測實驗研究
        4.3.3 2A12鋁合金非線性超聲檢測實驗研究
        4.3.4 GH4169高溫合金非線性超聲檢測實驗研究
    4.4 應(yīng)力非線性檢測系統(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實驗研究
        5.4.1 45鋼微裂紋檢測實驗研究
        5.4.2 2A12鋁合金微裂紋檢測實驗研究
    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)測方法
    6.3 金屬構(gòu)件疲勞壽命非線性超聲檢測實驗研究
        6.3.1 疲勞試件的材料及制作
        6.3.2 疲勞彎曲試驗
        6.3.3 疲勞壽命非線性超聲檢測實驗系統(tǒng)
        6.3.4 45鋼疲勞壽命非線性超聲檢測實驗研究
        6.3.5 2A12鋁合金疲勞壽命非線性超聲檢測實驗研究
        6.3.6 GH4169高溫合金非線性超聲檢測實驗研究
        6.3.7 基于非線性超聲疲勞壽命預(yù)測分析
    6.4 疲勞壽命的預(yù)測誤差分析
    6.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單
致謝
作者簡介


【參考文獻】：
期刊論文
[1]殘余應(yīng)力的超聲檢測方法[J]. 徐春廣,宋文濤,潘勤學(xué),李驍,靳鑫,劉海洋.  無損檢測. 2014(07)
[2]復(fù)合結(jié)構(gòu)界面粘接質(zhì)量的非線性超聲檢測[J]. 江念,王召巴,金永,陳友興.  兵工學(xué)報. 2014(03)
[3]螺栓拉應(yīng)力超聲無損檢測方法[J]. 徐春廣,李驍,潘勤學(xué),宋文濤.  應(yīng)用聲學(xué). 2014(02)
[4]列車外圓彈簧疲勞損傷的非線性超聲測試[J]. 稅國雙,黃蓬,汪越勝.  聲學(xué)學(xué)報. 2013(05)
[5]非線性超聲檢測鎂合金早期疲勞的試驗研究[J]. 顏丙生,劉自然,張躍春,湯寶平.  機械工程學(xué)報. 2013(04)
[6]SiCp顆粒增強鋁基復(fù)合材料非共線非線性響應(yīng)試驗觀察[J]. 劉斯明,彭地,趙翰學(xué),周正干.  機械工程學(xué)報. 2012(22)
[7]基于群速度失配的超聲蘭姆波二次諧波的時域測量方法[J]. 鄧明晰,項延訓(xùn),裴俊峰,劉良兵.  聲學(xué)學(xué)報. 2012(06)
[8]基于最快衍射波時差法的實時定量化疲勞裂紋監(jiān)測(英文)[J]. 杜朝亮,王奕首,高東岳,劉科海,卿新林.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(11)
[9]涂層接觸疲勞損傷過程中的聲發(fā)射小波分析[J]. 張志強,李國祿,王海斗,徐濱士,樸鐘宇.  材料工程. 2012(09)
[10]鎂合金早期疲勞損傷的非線性超聲在線檢測與原位微觀觀察(英文)[J]. 吳斌,顏丙生,何存富.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2011(12)

博士論文
[1]板狀金屬結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的非線性超聲理論與關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 胡海峰.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[2]不確定性疲勞壽命預(yù)測方法研究[D]. 王旭亮.南京航空航天大學(xué) 2009
[3]基于非線性超聲特征的混凝土初始損傷識別和評價研究[D]. 陳小佳.武漢理工大學(xué) 2007

碩士論文
[1]齒輪齒根殘余應(yīng)力的超聲無損檢測與校準技術(shù)[D]. 靳鑫.北京理工大學(xué) 2015



本文編號：3639636