W/2A12复合材料残余应力分布及消减工艺研究

发布时间：2021-01-22 00:57

　　W/2A12复合材料是优良的结构功能材料,具备优异的高能射线抗辐射能力。W/2A12复合材料在制造、加工及服役过程中,不可避免地经过高温过程,如热挤压、热处理或在高温、热循环条件下工作。固溶淬火处理是W/2A12复合材料重要的热处理工序,在淬火处理过程中会引入较大的残余应力,对构件的尺寸稳定性、抗应力腐蚀性能、疲劳强度等性能有很大的影响,在后续的机加工过程中会引起工件的翘曲变形。因此,调控和预测W/2A12复合材料中的残余应力,对提高构件的尺寸稳定性等性能具有重要的意义。研究基于热压缩实验,建立固溶淬火态W/2A12复合材料的高温变形本构方程。结合末端淬火法和DFORM-HT的迭代法计算了三维传热情况下W/2A12复合材料与换热介质的换热系数。将材料高温变形本构方程、换热系数以及测定的材料的物性参数应用到ABAQUS有限元软件,建立了常规热处理过程中W/2A12复合材料铝合金残余应力演化模型,研究了复合材料在淬火过程中的温度及应力场演变过程,利用ABAQUS软件模拟研究了淬火水温对应力分布和大小的影响,研究发现通过提高淬火水温更能有效实现内部区域拉应力的应力松弛。本文基于裂纹柔度法建立... 

【文章来源】：北京有色金属研究总院北京市

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题依据
    1.2 残余应力国内外研究现状
        1.2.1 残余应力测试方法
        1.2.2 不同残余应力测试方法的特征比较
        1.2.3 残余应力消减方法
        1.2.4 材料内应力对材料力学性能的影响
    1.3 金属淬火过程表面与介质的换热描述
    1.4 W/2A12复合材料加工工艺
    1.5 研究意义
    1.6 研究目标
2 材料及研究方法
    2.1 实验路线
    2.2 实验材料
    2.3 实验方法
        2.3.1 末端淬火实验
        2.3.2 热模拟实验
        2.3.3 残余应力表征方法
        2.3.4 力学性能表征方法
3 W/2A12复合材料宏观热处理应力数值模拟
    3.1 有限元淬火模型
    3.2 W/2A12复合材料淬火介质换热系数
    3.3 W/2A12复合材料变形本构方程
    3.4 有限元模拟的材料参数
    3.5 算例模型验证
    3.6 W/2A12复合材料热处理过程中温度场及残余应力场变化
    3.7 本章小结
4 W/2A12复合材料残余应力综合表征方法
    4.1 引言
    4.2 裂纹柔度法测试残余应力研究
        4.2.1 裂纹柔度法应力计算过程
        4.2.2 裂纹柔度法不确定度计算
    4.3 有限元模拟与实验测试结果验证
        4.3.1 钻孔法与X射线测试结果对比
        4.3.2 实验测试与模拟结果验证
    4.4 W/2A12复合材料厚板淬火残余应力预测模型研究
        4.4.1 引言
        4.4.2 W/2A12复合材料厚板淬火应力预测模型
        4.4.3 复杂规格构件的淬火-反淬火的应力预测方法研究
    4.5 本章小结
5 W/2A12复合材料宏观残余应力消减工艺研究
    5.1 前言
    5.2 提高淬火水温消减时效态W/2A12复合材料残余应力
    5.3 预拉伸消减时效态W/2A12复合材料残余应力
    5.4 反淬火处理消减时效态W/2A12复合材料残余应力
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间取得的学术成果
致谢



本文编号：2992226