7075铝合金塑性及疲劳损伤涡流响应特征研究
发布时间：2020-05-20 18:39
【摘要】：铝合金具有密度小、强度高、易成型、易导电、易导热等优点,在航空、船舶、铁路、汽车、化学等工业领域有着重要且不可替代的地位。涡流检测技术具有非接触性、灵活性高、易于实现自动化、无需耦合剂、能在高温下工作等优点,被广泛应用于工业无损检测领域,但目前国内外的相关研究主要集中在铝合金材料的弹性阶段,本文基于涡流检测技术对铝合金材料的塑性及疲劳损伤进行了研究。本文以实验为基础,以数值仿真手段为辅助,对7075铝合金塑性残余变形及疲劳循环与涡流响应之间的关系进行了试验研究,获得了应力比、最大疲劳应力及疲劳循环数对涡流响应的影响规律,为铝合金塑性损伤及疲劳损伤评估及安全服役提供了数据和技术支持。具体来说,工作内容和成果主要包括以下几个方面:(1)借助仿真软件,完成了铝合金试件的建模、网格划分、加载计算和后处理,最终获得到了铝合金拉伸方向和垂直于拉伸方向涡流响应与铝合金电导率相对变化量的变化规律。(2)通过拉伸试验对铝合金试件导入不同程度的塑性变形,通过涡流检测获得变形试件的涡流响应,建立铝合金塑性应变和涡流响应的关系,从而获得铝合金电导率相对变化量与塑性应变的变化规律。(3)通过对铝合金试件进行不同应力比、不同循环次数和不同最大应力条件下的疲劳试验,对铝合金涡流响应与应力比、疲劳循环次数及最大应力之间的变化关系进行了研究,建立了不同应力比下的疲劳特征涡流响应曲面,最后尝试了给定疲劳特征条件下疲劳循环次数与铝合金电导率相对变化量之间数学模型的建立。
【图文】：
１．３涡流检测技术概述逡逑１．３．１涡流检测原理逡逑涡流检测是以电磁感应原理为基础发展起来的一种无损检测方法。如图１．２逡逑所示，当载有交变电流的检测线圈靠近导电材料时，由于线圈磁场的作用，导体逡逑中会感生出涡流，，而导体中的涡流也会感生自己的磁场，感生磁场会影响原来线逡逑圈的磁场，磁场叠加进而导致线圈电压和阻抗的改变。导体内感生涡流的大小、逡逑相位的分布以及流动的都会受到导体自身电导率、磁导率、外形尺寸及缺陷等因逡逑素影响，因此，根据检测线圈的阻抗及电压变化，便能间接了解和评定导电材料逡逑内部物理特征的变化，或者发现导电材料的某些工艺性缺陷。逡逑交变磁场逡逑交变电流＞邋＼逦｜逡逑ｉ逦＠胃检测线圈逡逑，＾流ｃ１逡逑［逦．．／逦＼邋ｈ邋件逡逑感应磁场逡逑图１．２涡流检测原理示意图逡逑涡流检测作为一种无损检测技术，由于具有非接触性、灵敏度高、无需耦合逡逑剂、易于实现自动化、能高温作业、速度快、成本低、操作简单等优点
何线圈也会感生出电流。事实上，靠近线圈的导体内也能感生出电流。由于人为逡逑绘制的感应电流分布图看似水里一圈圈的旋涡，故把这种感应电流称为涡流。如逡逑图１．３所示。逡逑涡流的大小、流动形式和相位分布会受导电材料电导率、磁导率、外形尺寸逡逑和加工工艺缺陷的因素影响。逡逑１．３．４趋肤效应逡逑当圆柱导体中通入直流电时，电流在圆柱导体横截面的分布较为均R珏义瞎ㄈ朐仓继逯械氖墙槐涞缌鳎继褰孛娴牡缌鞣植季筒皇蔷鹊模缌髟娇垮义辖继逋獗恚缌鞣植荚郊校涿芏纫苍酱螅粗继褰孛嬷行牡牡缌髅芏确村义隙苄。庵治锢硐窒蟊怀莆鞣粜вΑＪ率瞪希唤鍪窃仓蔚继澹杂谄渌义闲巫吹牡继澹不岢鱿终庋奈锢硐窒螅缤迹保乘尽ｅ义希颍海у渭觳庀呷﹀义衔辛麇义锨鞣羯疃儒义希保五五五邋危保义贤迹保城鞣粜вκ疽馔煎义希保板义
本文编号：2673032
【图文】：
１．３涡流检测技术概述逡逑１．３．１涡流检测原理逡逑涡流检测是以电磁感应原理为基础发展起来的一种无损检测方法。如图１．２逡逑所示，当载有交变电流的检测线圈靠近导电材料时，由于线圈磁场的作用，导体逡逑中会感生出涡流，，而导体中的涡流也会感生自己的磁场，感生磁场会影响原来线逡逑圈的磁场，磁场叠加进而导致线圈电压和阻抗的改变。导体内感生涡流的大小、逡逑相位的分布以及流动的都会受到导体自身电导率、磁导率、外形尺寸及缺陷等因逡逑素影响，因此，根据检测线圈的阻抗及电压变化，便能间接了解和评定导电材料逡逑内部物理特征的变化，或者发现导电材料的某些工艺性缺陷。逡逑交变磁场逡逑交变电流＞邋＼逦｜逡逑ｉ逦＠胃检测线圈逡逑，＾流ｃ１逡逑［逦．．／逦＼邋ｈ邋件逡逑感应磁场逡逑图１．２涡流检测原理示意图逡逑涡流检测作为一种无损检测技术，由于具有非接触性、灵敏度高、无需耦合逡逑剂、易于实现自动化、能高温作业、速度快、成本低、操作简单等优点
何线圈也会感生出电流。事实上，靠近线圈的导体内也能感生出电流。由于人为逡逑绘制的感应电流分布图看似水里一圈圈的旋涡，故把这种感应电流称为涡流。如逡逑图１．３所示。逡逑涡流的大小、流动形式和相位分布会受导电材料电导率、磁导率、外形尺寸逡逑和加工工艺缺陷的因素影响。逡逑１．３．４趋肤效应逡逑当圆柱导体中通入直流电时，电流在圆柱导体横截面的分布较为均R珏义瞎ㄈ朐仓继逯械氖墙槐涞缌鳎继褰孛娴牡缌鞣植季筒皇蔷鹊模缌髟娇垮义辖继逋獗恚缌鞣植荚郊校涿芏纫苍酱螅粗继褰孛嬷行牡牡缌髅芏确村义隙苄。庵治锢硐窒蟊怀莆鞣粜вΑＪ率瞪希唤鍪窃仓蔚继澹杂谄渌义闲巫吹牡继澹不岢鱿终庋奈锢硐窒螅缤迹保乘尽ｅ义希颍海у渭觳庀呷﹀义衔辛麇义锨鞣羯疃儒义希保五五五邋危保义贤迹保城鞣粜вκ疽馔煎义希保板义
本文编号：2673032
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/2673032.html
