变温模式偏心拉伸原位力学测试装置开发与试验研究

发布时间：2021-10-09 04:21

　　材料测试技术是材料科学与工程应用的重要手段和方法。在实际使用过程中材料都不可避免地承受着力或温度的作用,并将发生变形、磨损等失效现象。针对工程结构多处于多物理场多载荷的应力状态,本文提出了偏心拉弯复合载荷设计理论并研制了一台变温模式偏心拉弯载荷原位力学测试装置。首先在偏心拉伸理论分析的基础上,对偏心拉伸载荷测试装置机械模块和电控模块进行了集成调试,通过软件控制程序和传感器信号采集,实现材料的偏心拉伸加载原位力学测试试验为最终目标。该测试装置适应力学测试发展需求,在原位力学测试中为材料力学性能的温度场响应提供了技术手段。文章首先提出了偏心拉伸加载测试装置的设计理念,推导了偏心拉伸载荷情况下试件的弯曲挠度曲线方程及转角方程,得出此种加载方式的弹性模量计算公式。同时考虑到试件夹持裸露部分和圆弧过渡部分的尺寸变化,得出了修正后的理论计算公式。同时推导了受偏心拉伸试件中性层位置和断裂位置的确定公式,为本文的偏心拉弯复合载荷测试提供了理论的支撑。并对变温模式偏心拉伸原位力学测试装置中的关键零部件和整机进行了动静态特性有限元仿真分析。同时将机械单元、控制单元和检测单元进行系统集成与联调,使用Lab ... 

【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】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状及发展动态
        1.2.1 偏心拉伸载荷材料性能测试研究现状
        1.2.2 高温拉伸研究现状及发展动态
        1.2.3 原位拉伸研究现状及发展动态
    1.3 主要研究内容
第2章 偏心拉伸原位测试装置理论分析
    2.1 偏心拉伸测试基本理论
        2.1.1 拉伸测试基本理论
        2.1.2 偏心拉伸理论分析
        2.1.3 试件夹持部分修正理论分析
    2.2 受偏心拉伸试件中性层位置的理论计算
    2.3 受偏心拉伸试件断裂位置的理论计算
    2.4 本章小结
第3章 偏心拉伸原位力学测试装置的设计分析
    3.1 测试装置整机设计
        3.1.1 测试装置整体结构设计
        3.1.2 偏心拉伸加载单元的设计分析
        3.1.3 温度场控制单元的设计分析
        3.1.4 位移检测单元的设计分析
    3.2 关键零部件静动态有限元仿真分析
        3.2.1 关键零部件的静力学仿真分析
        3.2.2 关键零部件的模态仿真分析
    3.3 整机静动态有限元仿真分析
    3.4 偏心拉伸加载测试系统集成
        3.4.1 测试装置控制系统功能设计
        3.4.2 机械加载装置与电控系统的集成
    3.5 本章小结
第4章 偏心拉伸测试装置的性能测试与试验分析
    4.1 传感器标定试验
        4.1.1 力传感器标定试验方法
        4.1.2 位移传感器标定试验方法
    4.2 偏心拉伸测试装置的重复性试验
        4.2.1 拉伸试验性能测试
        4.2.2 重复性对比试验研究
    4.3 测试装置的误差分析与校准修正
        4.3.1 试件夹持部分变形的修正算法
        4.3.2 机架变形的修正算法
    4.4 测试装置校准修正准确性验证试验
    4.5 本章小结
第5章 变温条件金属材料的原位偏心拉伸试验研究
    5.1 偏心拉伸载荷材料性能测试试验
        5.1.1 不同偏移量下偏心拉伸重复性试验
        5.1.2 不同偏移量偏心拉伸对比试验
    5.2 变温条件下的偏心拉伸试验
        5.2.1 变温试验测试仪器
        5.2.2 变温条件下的偏心拉伸力学测试
    5.3 力学加载下的原位测试试验与分析
        5.3.1 黄铜材料原位测试试验
        5.3.2 试件断口形貌分析
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
参考文献
作者简介
致谢



本文编号：3425623