镁合金位错阻尼减振机理及其在内燃机零部件中的应用研究
发布时间：2021-04-26 14:45
镁合金是目前应用的密度最小金属结构材料,具有密度低、比强度和比刚度高、电磁屏蔽能力强和易于回收利用等诸多优点。目前,镁合金在汽车制造中主要是作为轻量化结构材料使用,以实现汽车减重从而降低能源消耗。在镁合金的应用和研究中发现其还具有优良的阻尼性能,是一种典型的集结构和减振功能于一体的轻量化绿色材料。其应用于汽车制造,既有助于降低能源消耗和振动噪声又可以提高汽车的舒适性和安全性,具有广阔的应用前景。但是由于人们对于镁合金的阻尼性能和机理及其应用还停留在定性的认识层面上,仍有一些关键的问题没能合理的解释,难以对镁合金和镁合金制零部件的阻尼减振性能及其潜力进行控制、利用和挖掘,导致其未能实现作为结构和减振功能一体材料的高效利用,造成了巨大浪费。本论文的研究依托国家自然科学基金面上项目“镁合金阻尼力学行为及减振特性研究”（项目编号:51175533）,基于目前镁合金位错阻尼减振机理及其在内燃机零部件中应用的现状和存在的问题,重点针对内燃机使用的镁合金的位错阻尼性能、机理、镁合金零部件的阻尼减振特性和减振性能优势及其应用开展了以下的研究工作:（1）使用了动态机械分析仪和脉冲响应衰减法对内燃机零部件...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：165 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景和研究意义
1.2 镁及镁合金材料的概况
1.2.1 镁及镁矿产资源开发概述
1.2.2 镁及镁合金材料的发展概况
1.2.3 国内外镁合金材料牌号及研发方向
1.3 镁合金材料在汽车制造中应用和研发的现状
1.3.1 汽车内部构件
1.3.2 车身板件和车架
1.3.3 汽车底盘部件
1.3.4 汽车的内燃发动机部件
1.4 镁合金材料的阻尼性能和阻尼机理的研究现状
1.4.1 材料阻尼的定义和阻尼性能的种类及其特点
1.4.2 高阻尼金属及其合金材料的阻尼机理
1.4.3 镁合金材料的位错阻尼性能和阻尼机理的研究现状
1.5 镁合金制内燃发动机零部件的阻尼减振性能的研究现状
1.6 论文的主要研究内容
1.6.1 本论文研究对象的现状中存在的主要问题
1.6.2 论文的主要研究内容
第2章 镁合金和铝合金的阻尼性能测试与比较研究
2.1 材料的阻尼性能的表征与测量
2.1.1 材料的阻尼性能表征
2.1.2 阻尼的测量原理和方法
2.1.3 阻尼测量设备对比分析和选择
2.2 阻尼应变谱的测试
2.2.1 实验材料
2.2.2 测试方法和设备及测试参数
2.2.3 试件的制作
2.2.4 测试结果及分析
2.3 脉冲响应衰减曲线和阻尼频率谱的测试与计算
2.3.1 实验材料及其阻尼试件
2.3.2 测试方法和测试设备
2.3.3 测试结果及分析
2.4 小结
第3章 镁合金的位错微观动力学行为与演化和位错阻尼机理研究
3.1 剪切应力的形成条件
3.2 剪切应力作用下的位错的动力学行为的分析与研究
3.2.1 位错的滑移
3.2.2 位错的增殖
3.2.3 位错的反应
3.2.4 位错的塞积
3.2.5 剪切应力对位错微观力学行为和位错阻尼的影响的分析
3.3 镁合金位错动力学行为及其演化的观测与分析
3.3.1 研究和实验的流程
3.3.2 实验材料
3.3.3 位错的观测设备
3.3.4 位错观测薄片样品的制作
3.3.5 观测结果及分析
3.4 镁合金的位错动态演化过程及其阻尼机制的研究
3.5 小结
第4章 镁合金和铝合金制发动机气门室罩盖有限元模型的建模、验证和静力计算
4.1 有限元方法概述
4.2 气门室罩盖的有限元模型的建立
4.3 模态分析的理论基础
4.4 计算模态分析
4.5 实验模态分析
4.5.1 测试设备
4.5.2 测试方案
4.5.3 模态参数的识别
4.6 有限元模型的验证
4.7 镁合金与铝合金制罩盖的静力计算
4.7.1 边界条件
4.7.2 计算结果
4.8 小结
第5章 镁合金与铝合金制发动机气门室罩盖振动响应的仿真计算和比较
5.1 气门室罩盖振动响应的理论研究
5.2 气门室罩盖振动响应的仿真计算
5.2.1 有限元模型及边界条件
5.2.2 AZ91D镁合金与ADC12铝合金的材料性能参数
5.2.3 气门室罩盖激励载荷的信号采集
5.2.3.1 激励信号的采集对象
5.2.3.2 试验平台和设备
5.2.3.3 激励信号的采集方案
5.2.3.4 采集的激励信号
5.2.4 振动响应的仿真计算与分析
5.3 两种材质罩盖振动响应的有限元仿真计算结果及对比分析
5.4 小结
第6章 镁合金与铝合金制发动机气门室罩盖振动响应的测试和减振性能的比较研究
6.1 概述
6.2 试验对象、试验平台和试验方案
6.2.1 试验对象
6.2.2 试验平台和设备
6.2.3 试验方案
6.3 罩盖表面振动响应的测试
6.3.1 测试系统参数的设定
6.3.2 加速度传感器的安装位置
6.3.3 加速度传感器的安装方式
6.4 加速度时域信号的处理
6.5 测试结果的对比与分析
6.6 测试结果与仿真计算结果的比较与分析
6.7 小结
第7章 全文总结和研究展望
7.1 全文总结
7.2 论文创新点
7.3 研究展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢
本文编号：3161597
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：165 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景和研究意义
1.2 镁及镁合金材料的概况
1.2.1 镁及镁矿产资源开发概述
1.2.2 镁及镁合金材料的发展概况
1.2.3 国内外镁合金材料牌号及研发方向
1.3 镁合金材料在汽车制造中应用和研发的现状
1.3.1 汽车内部构件
1.3.2 车身板件和车架
1.3.3 汽车底盘部件
1.3.4 汽车的内燃发动机部件
1.4 镁合金材料的阻尼性能和阻尼机理的研究现状
1.4.1 材料阻尼的定义和阻尼性能的种类及其特点
1.4.2 高阻尼金属及其合金材料的阻尼机理
1.4.3 镁合金材料的位错阻尼性能和阻尼机理的研究现状
1.5 镁合金制内燃发动机零部件的阻尼减振性能的研究现状
1.6 论文的主要研究内容
1.6.1 本论文研究对象的现状中存在的主要问题
1.6.2 论文的主要研究内容
第2章 镁合金和铝合金的阻尼性能测试与比较研究
2.1 材料的阻尼性能的表征与测量
2.1.1 材料的阻尼性能表征
2.1.2 阻尼的测量原理和方法
2.1.3 阻尼测量设备对比分析和选择
2.2 阻尼应变谱的测试
2.2.1 实验材料
2.2.2 测试方法和设备及测试参数
2.2.3 试件的制作
2.2.4 测试结果及分析
2.3 脉冲响应衰减曲线和阻尼频率谱的测试与计算
2.3.1 实验材料及其阻尼试件
2.3.2 测试方法和测试设备
2.3.3 测试结果及分析
2.4 小结
第3章 镁合金的位错微观动力学行为与演化和位错阻尼机理研究
3.1 剪切应力的形成条件
3.2 剪切应力作用下的位错的动力学行为的分析与研究
3.2.1 位错的滑移
3.2.2 位错的增殖
3.2.3 位错的反应
3.2.4 位错的塞积
3.2.5 剪切应力对位错微观力学行为和位错阻尼的影响的分析
3.3 镁合金位错动力学行为及其演化的观测与分析
3.3.1 研究和实验的流程
3.3.2 实验材料
3.3.3 位错的观测设备
3.3.4 位错观测薄片样品的制作
3.3.5 观测结果及分析
3.4 镁合金的位错动态演化过程及其阻尼机制的研究
3.5 小结
第4章 镁合金和铝合金制发动机气门室罩盖有限元模型的建模、验证和静力计算
4.1 有限元方法概述
4.2 气门室罩盖的有限元模型的建立
4.3 模态分析的理论基础
4.4 计算模态分析
4.5 实验模态分析
4.5.1 测试设备
4.5.2 测试方案
4.5.3 模态参数的识别
4.6 有限元模型的验证
4.7 镁合金与铝合金制罩盖的静力计算
4.7.1 边界条件
4.7.2 计算结果
4.8 小结
第5章 镁合金与铝合金制发动机气门室罩盖振动响应的仿真计算和比较
5.1 气门室罩盖振动响应的理论研究
5.2 气门室罩盖振动响应的仿真计算
5.2.1 有限元模型及边界条件
5.2.2 AZ91D镁合金与ADC12铝合金的材料性能参数
5.2.3 气门室罩盖激励载荷的信号采集
5.2.3.1 激励信号的采集对象
5.2.3.2 试验平台和设备
5.2.3.3 激励信号的采集方案
5.2.3.4 采集的激励信号
5.2.4 振动响应的仿真计算与分析
5.3 两种材质罩盖振动响应的有限元仿真计算结果及对比分析
5.4 小结
第6章 镁合金与铝合金制发动机气门室罩盖振动响应的测试和减振性能的比较研究
6.1 概述
6.2 试验对象、试验平台和试验方案
6.2.1 试验对象
6.2.2 试验平台和设备
6.2.3 试验方案
6.3 罩盖表面振动响应的测试
6.3.1 测试系统参数的设定
6.3.2 加速度传感器的安装位置
6.3.3 加速度传感器的安装方式
6.4 加速度时域信号的处理
6.5 测试结果的对比与分析
6.6 测试结果与仿真计算结果的比较与分析
6.7 小结
第7章 全文总结和研究展望
7.1 全文总结
7.2 论文创新点
7.3 研究展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢
本文编号：3161597
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