AZ31B镁合金超声诱导空化改性机理及试验研究

发布时间：2024-06-08 00:31

　　超声空化改性是利用超声作为能量源通过作用于液体介质产生的空化泡溃灭释放的冲击波或微射流不断撞击金属材料表面,引发材料表面发生强烈塑性变形以期实现对材料表面的改性。与常见的电镀、熔融改性方式不同,超声空化改性是一种只针对材料自身表面在不引入外界新物质的基础上通过机械手段得到的新型改性方式。为了对超声空化改性的机理做全面深入的研究,本文分别建立了微射流和冲击波对材料的冲击模型并对形成的残余应力场做了数值模拟,最后分析了超声空化改性的工艺参数对材料组织性能的影响规律并进行了相关试验研究。本文从超声空化相关理论知识点出发,对空化机理和空泡动力学作出介绍。探讨了超声空化泡溃灭冲击对材料产生的塑性变形和残余应力机理,以及对材料表层晶粒尺寸变化的影响。利用ANSYS/LS-DYNA和ABAQUS软件分别建立了 AZ31B镁合金微射流和冲击波的有限元模型,对材料造成的冲击压力和残余应力场进行仿真模拟,研究了不同液体环境、不同冲击速度的微射流及不同峰值压力的冲击波对材料产生冲击压力和残余应力的影响,获得了不同参数下材料表层残余应力的变化规律并对表层晶粒的运动做了分析讨论。本文对AZ31B镁合金进行了超声...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１德国Ｐａｕｌ?Ｈｏｒｎ公司刀具［２９］?图１．２新加坡Ｓｕｐｅｒｉｏｃｏａｔ公司的氮碳化钛涂层＿??

如美国的ＡＳＡＰ（Ａｄｖａｎｃｅｄ?Ｓｕｒｆａｃｅ?Ａｎｄ?Ｐｒｏｃｅｓｓ?Ｉｎｃ．）公司利用电火花沉积技术??应用到航空航海等特殊环境下进行零件的修复工作，德国Ｐａｕｌ?Ｈｏｒｎ公司利用ＰＶＤ溅??射技术使涂层质量和性能再一次实现了显著提升，图１．１为该公司生产的刀具；新加??....

图２＿１空泡受力分析??

采用球形模型作为对单空泡动力学特征的研宄，该模型包含以气泡存在的液体介质是不可压缩的??气泡泡心固定，不考虑重力作用；??不考虑泡内化学反应；??不考虑水蒸气的相变；??运动过程中气泡没有能量损失；??气泡的运动过程是绝热的；??空化泡只进行径向运动，在膨胀和收缩过程中保持球形；....

图２．２超声空化过程的液体回流现象??

下降的过程中，在极短的时间内对周围液体产生挤压，使部分液体远离工具头；当工??具头上升的过程中，周围液体回流到被工具头排开的那部分体积内，来回往复，使液??体产生流速，如图２．２所示。根据伯努利原理的著名推论，得到液体产生的压力随液??体速度的变化而变化。??假设Ａ、Ｂ分别为液体....

图２．３?ｐｃ、炙、ｒｃ与ｉ？ｃ的变化关系图??

?３Ｐ０Ｒ３／ｒ??联立上式（２．１９）、（２．２０）、（２．２１）可得出不同起始半径ｉ？。所对应的临界压力??＆、临界半径＆和达到临界半径的特征时间７；的值，变化规律如图２．３。??＾??ｊ?縱???？?ｆｅ界半径儿?／ｙ?＋持证时，??■——Ｒ；?ｍａｉｔ＇?＇?＇趋势线?々....

本文编号：3991188