不同布氏压头尺寸下残余应力与压痕隆起量的定量关系研究

发布时间：2021-04-20 03:33

　　在许多工业钢结构应用中,残余应力的存在对结构的力学性能和寿命有着重大影响。本课题组提出压痕隆起量测量法不仅能获得残余应力的大小还可判断其方向。但是压痕法会对试件表面产生微损伤,其损伤程度依赖于压头尺寸,另外减小压头直径还能减小压痕法所施加的载荷,以期实现压痕仪器的小型化。因此,本文重点研究了不同布氏压头直径下压痕隆起量和残余应力的关系,并用压痕实验来验证有限元计算结果,标定出二维残余应力与压痕隆起量的关系。首先,本文对三种不同布氏压头尺寸?2 mm、?1 mm、?0.7 mm进行有限元仿真,在不同组合的单轴残余应力状态下进行大量的计算分析。单轴下总结出压痕最大隆起量和残余应力呈双线性的定量关系,随着压头直径变小,双线性的线性斜率变大,线性关系趋于平缓,得到残余拉应力使隆起量减少,残余压应力使隆起量增加的一般规律。其次,将X轴残余应力设为-100 MPa和100 MPa,Y轴残余应力在-200 MPa到200 MPa之间变化的不同组合的双轴残余应力状态,发现在此状态下压痕最大隆起量和残余应力双线性关系依然存在,并拟合出双线性的表达式。得出X轴方向的残余应力大于Y轴方向残余应力时,X轴方向... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 残余应力测量技术研究综述
    1.3 压痕测量技术的国内外研究现状
    1.4 压痕隆起量法测量残余应力的研究
    1.5 本文的主要内容
2 压痕隆起量法测量残余应力的理论基础
    2.1 压痕接触理论
    2.2 压入测试理论
    2.3 压痕尺寸效应和压痕隆起沉降
    2.4 压痕隆起量法的研究
    2.5 本章小结
3 不同直径下压头有限元仿真及结果分析
    3.1 有限元模型及理论
    3.2 单轴残余应力下压痕隆起量
    3.3 双轴残余应力下的压痕隆起量
    3.4 加载载荷对压痕隆起量的影响
    3.5 压痕深度和残余应力之间的关系
    3.6 本章小结
4 压痕隆起量测量残余应力的实验研究
    4.1 压痕实验装置的搭建
    4.2 压痕最大隆起量测量方法
    4.3 压痕实验
    4.4 实验结果与分析
    4.5 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间完成的学术论文目录
附录2 攻读硕士学位期间参与的科研项目



本文编号：3148895