T2紫铜-45钢电子束焊双材料的断裂特性研究

发布时间：2023-03-26 15:51

　　双材料复合结构已在航空航天、换热设备等产业中被广泛应用。这是因为双材料结构不仅具备单一材料的优点,还具有特殊的机械性能特点,若能将两种不同材料的特点结合在一起,就意味着其在实际的工业中有很大的应用空间。双材料通常包含两种不同材料,它们的物理属性、化学成分差别很大与其应用前景有着强烈的对比,因此针对双材料的研究还存在有很大的空间,同时大量研究表明,该课题方向一直以来都是学者们的重点关注对象。本文基于电子束焊铜/钢双材料的试样制备、试验讨论、和数值模拟,探讨了铜/钢双材料的力学性能和断裂特征。本文研究的主要内容和成果如下:(1)结合正交实验法设置焊接试验参数组,讨论电子束焊接工艺参数对铜/钢双材料力学性能的影响,得出了较优的工艺参数组和具备较好拉伸性能的焊接接头。(2)进行了极限拉伸试验和三点弯曲试验,分析了铜/钢双材料的裂纹扩展方向,综合宏观、微观断口形貌分析了铜/钢双材料的断裂模式,并依据标准测定了铜/钢双材料的断裂韧性。(3)利用小冲孔试验装置对铜/钢双材料进行了三种焊缝位置的小冲孔试验,分析了铜/钢双材料小冲孔试验断裂的主要原因。探讨了基于小冲孔试验数据测定铜/钢双材料断裂韧性的适...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题背景与意义
    1.2 异种金属铜/钢双材料研究现状
    1.3 异种金属电子束焊研究现状
    1.4 异种金属双材料断裂性能与数值模拟的研究现状
        1.4.1 异种金属双材料的性能测试方法
        1.4.2 双材料接头的断裂特性
        1.4.3 双材料接头性能的数值模拟
    1.5 本文研究内容
第二章 电子束焊铜钢双材料制备及测试方法
    2.1 引言
    2.2 试样制备与电子束焊工艺参数选取
        2.2.1 试样制备
        2.2.2 电子束焊加工参数选取
    2.3 微观结构表征与测试方法
        2.3.1 微观结构表征
        2.3.2 双材料力学测试方法
    2.4 本章小结
第三章 电子束焊铜/钢双材料的力学性能分析
    3.1 引言
    3.2 基于正交试验法的电子束焊铜/钢双材料试样制备
        3.2.1 试验参数设置方法
        3.2.2 试验参数及分组
    3.3 焊接工艺参数对接头拉伸性能的影响
        3.3.1 工艺参数对材料抗拉强度的影响
        3.3.2 双材料拉伸断口分析
    3.4 断裂特性分析及断裂韧性测定
        3.4.1 断裂韧性的测定理论
        3.4.2 K_IC的试验测试基础
        3.4.3 断口特征及断裂行为分析
    3.5 本章小结
第四章 基于小冲孔试验方法的电子束焊双材料断裂特征研究
    4.1 引言
    4.2 小冲孔试验方法
        4.2.1 试验方法简介
        4.2.2 试验设备和材料
        4.2.3 试验方案
    4.3 试验结果分析
        4.3.1 小冲孔试验基础理论
        4.3.2 试验数据及结果分析
        4.3.3 双材料断裂行为的分析
    4.4 本章小结
第五章 基于焊接传热及损伤断裂理论的电子束焊双材料数值分析
    5.1 引言
    5.2 基于焊接传热理论的有限元模拟
        5.2.1 焊接传热过程的有限元理论
        5.2.2 焊接热源模型
        5.2.3 数值仿真关键步骤及结果
    5.3 基于延性及剪切损伤理论的双材料断裂分析研究
        5.3.1 低温小冲孔试验数值模型
        5.3.2 应力应变场分析
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
致谢
作者简介
    1 作者简历
    2 攻读硕士学位期间发表的学术论文
    3 参与的科研项目及获奖情况
学位论文数据集



本文编号：3771248