2A12铝合金表面冲击凹坑缺陷局部残余应力研究

发布时间：2023-03-11 16:34

　　2A12铝合金广泛应用于航空领域,其结构件在飞行器服役寿命内可能产生各种缺陷,而冲击凹坑则是其中典型的一种缺陷。缺陷部位往往会产生局部应力集中,是重要的疲劳断裂源。疲劳分析中对于凹坑等缺陷处的应力集中比较关注,而冲击凹坑处往往还存在着较大的局部残余应力和塑性应变,目前对这些因素的影响尚缺乏深入的认识。因此,深入研究2A12铝合金冲击凹坑缺陷局部残余应力的分布以及在交变载荷下的松弛规律,对于飞行器结构疲劳寿命评估具有重要的理论意义和工程应用价值。本文主要开展了以下研究工作:(1)为研究2A12铝合金冲击凹坑缺陷局部残余应力分布规律,采用有限元方法模拟了冲击凹坑的产生过程,并采用落锤试验制造不同冲击能量的冲击凹坑缺陷。通过比较相同冲击能量下理论和试验的凹坑深度,验证了有限元模型的有效性。(2)探讨了现有的几种压痕法残余应力测量理论对非等轴残余应力的适用性,并提出修正模型。采用有限元方法模拟2A12铝合金等轴残余应力和非等轴残余应力的显微硬度压痕试验,获得Suresh模型、Yun-Hee Lee模型和基于能量法的模型对于残余应力的计算误差,并在Yun-Hee Lee模型中引入修正因子,提高了...

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
第一章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 冲击凹坑缺陷的相关概念
    1.3 残余应力研究现状
        1.3.1 残余应力研究
        1.3.2 残余应力松弛研究
    1.4 本文主要研究内容
第二章 冲击凹坑有限元模拟及试验验证
    2.1 引言
    2.2 2A12 铝合金冲击过程的有限元模拟
        2.2.1 有限元模拟过程
        2.2.2 仿真结果分析
    2.3 2A12 铝合金冲击试验
        2.3.1 试验件加工
        2.3.2 冲击凹坑缺陷的制造
        2.3.3 凹坑缺陷形貌
    2.4 本章小结
第三章 压痕法测量残余应力的理论模型验证
    3.1 引言
    3.2 基于载荷-位移曲线的残余应力测量方法
        3.2.1 载荷-位移曲线
        3.2.2 残余应力计算的理论模型
    3.3 非等轴残余应力计算模型
    3.4 压痕法测残余应力的有限元模型
        3.4.1 建模过程
        3.4.2 有限元结果
        3.4.3 理论模型的适用性研究
    3.5 塑性阶段理论模型的适用性研究
    3.6 凹坑边缘残余应力的测量
    3.7 非等轴残余应力计算模型的参数标定
    3.8 本章小结
第四章 冲击凹坑缺陷残余应力松弛仿真与试验验证
    4.1 引言
    4.2 金属材料残余应力松弛模型
    4.3 冲击凹坑缺陷残余应力松弛模拟
        4.3.1 模拟过程及结果分析
        4.3.2 残余应力松弛量与应力幅值的关系
    4.4 冲击凹坑缺陷局部残余应力松弛试验
        4.4.1 试验过程及测量方法
        4.4.2 试验结果分析
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文



本文编号：3759862