基于细观结构的材料和构件损伤评估

发布时间：2024-10-30 22:11

　　损伤是指材料和构件在服役过程中,由于环境、载荷等因素的影响,其内部产生缺陷而导致劣化甚至失效的过程。构件受损程度的逐渐累加会影响结构整体服役的可靠性和安全性,因此,针对材料和构件的损伤研究就显得非常重要。当前,研究手段和试验设备的不断发展使得材料损伤研究越来越深入,基于材料内部结构演化的细观损伤研究方法已经成为了损伤力学发展的主要方向。然而,现有研究中针对材料和构件细观结构对其力学性能的影响研究的报道相对比较少见,定量研究缺陷和力学性能之间的联系的报道也比较少。因此,本文基于材料和构件的细观结构,结合有限元研究方法,从内部结构的演化和力学性能演化方面进行了材料的损伤研究。本文主要开展了以下方面的工作:1.针对6061铝合金开展不同循环周次的应力循环试验,通过XCT扫描试验结束后的工作段,得到其内部断层图像并重建,结合ABAQUS有限元软件对构件进行损伤表征,结果表明:由于承受循环载荷,构件表面和内部将产生几何缺陷,因而应力的集中效应主要出现在缺陷的部位;通过弹性模量表征的损伤变量,趋势上随着加载次数增加而增加,但是变化范围相对比较小。2.通过对7020铝合金焊接接头进行X射线原位(In-...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究意义
    1.2 材料损伤研究现状
        1.2.1 连续介质力学损伤力学
        1.2.2 细观损伤力学
    1.3 现有工作的不足
    1.4 本文的主要研究内容
第2章 基于XCT图像的6061铝合金损伤演化研究
    2.1 试验概述
    2.2 三维重构与网格优化
        2.2.1 MIMICS软件简介
        2.2.2 三维重构与网格优化
    2.3 循环过程中的损伤表征
        2.3.1 几何参量表征损伤
        2.3.2 基于有限元分析的损伤表征
    2.5 结论
第3章 基于原位X射线扫描的7020铝合金焊接接头疲劳损伤演化研究
    3.1 试验概述
    3.2 三维重建及网格划分
    3.3 循环过程中的损伤表征
        3.3.1 内部缺陷演化
        3.3.2 几何参量表征损伤变量
        3.3.3 基于有限元分析的损伤表征
        3.3.4 不同方法损伤变量对比
    3.4 结论
第4章 含内部孔洞3D打印PLA试件拉伸和破坏研究
    4.1 试验概述
    4.2 试验结果与讨论
        4.2.1 应力-应变曲线对比
        4.2.2 孔洞对构件断裂形式的影响
        4.2.3 孔洞对构件力学性能的影响
    4.3 基于有限元方法的损伤分析
        4.3.1 有限元模型及结果分析
        4.3.2 基于有限元结果的损伤分析
    4.4 结论
结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果



本文编号：4008555