力磁耦合原位拉伸/压缩测试单元设计分析与试验研究
发布时间：2022-10-06 19:13
材料科技是国民经济和科技进步的重要基础与支撑。在实际工程应用中,材料性能保障水平对产品能力的发挥起到至关重要的作用。其中材料的力学性能是最受关注的基本性能之一,为了测试分析材料的基本力学性能,各类材料力学性能测试技术应运而生。然而,材料在实际使用过程中,所受载荷形式复杂,特别是部分特种材料在磁场和高温等外加物理场环境下工作,材料会表现出与常态迥然不同的力学性能。现有的测试技术与方法大都针对单一载荷力,不能模拟材料的实际服役工况;同时,传统的材料力学性能测试技术仅能通过离位观测手段检测材料的损伤破坏行为与组织结构演化,难以动态实时监测载荷作用下材料的微观变形失效行为,制约了相关研究的展开。因此,设计研制一种能够在多载荷多物理场耦合环境下,对材料变形损伤进行动态原位测试的力学性能测试装置,对深入研究复杂载荷作用下材料力学性能演化机制,具有重要的理论意义和应用价值。在对相关领域国内外发展的现状进行综述分析的基础上,论文设计提出了一种多载荷多物理场耦合材料微观力学性能原位测试装置,并对测试装置中拉伸/压缩测试单元和磁场加载单元进行重点设计分析。论文所设计两个单元在实现拉伸/压缩测试和磁场加载的...
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 原位拉伸测试原理技术与装置的研究现状
1.2.2 力磁耦合材料力学性能测试装置国内外研究
1.3 论文主要研究内容
第2章 拉伸/压缩测试单元及磁场加载单元设计分析
2.1 拉伸测试基本理论
2.2 拉伸/压缩测试单元整体方案设计
2.3 拉伸/压缩测试单元结构设计与分析
2.3.1 驱动部分
2.3.2 传动部分
2.3.3 拉伸/压缩测试单元总成
2.4 磁场加载单元方案设计
2.5 拉伸/压缩测试单元检测控制系统
2.6 本章小结
第3章 拉伸/压缩测试单元的校核计算及仿真分析
3.1 双向滚珠丝杠的理论校核计算
3.1.1 传动链驱动功率的确定
3.1.2 双向滚珠丝杠的校核计算
3.2 双向滚珠丝杠和夹具的静力学仿真分析
3.2.1 双向滚珠丝杠的静力学仿真分析
3.2.2 夹具的静力学仿真分析
3.3 整机动力学分析与控制策略侧优化
3.4 本章小结
第4章 拉伸/压缩测试单元的误差分析与 修正校准理论
4.1 拉伸测试结果参数分析
4.1.1 试样夹持变形参数分析
4.1.2 测试装置加载变形参数分析
4.2 修正算法系数计算
4.2.1 试样夹持变形修正算法系数计算
4.2.2 测试装置加载变形修正算法系数计算
4.2.3 机体测试参数修正算法理论公式
4.3 本章小结
第5章 力磁耦合原位测试试验
5.1 拉伸/压缩测试单元的精度分析与校准
5.1.1 传感器标定试验
5.1.2 测试装置原型样机
5.1.3 拉伸测试试验与分析
5.1.4 拉伸测试结果的修正校准
5.2 铁磁材料原位拉伸测试试验与分析
5.2.1 Ni6在不同速率下的拉伸试验
5.2.2 金相组织观测试验的制备
5.2.3 Ni6在拉伸载荷作用过程中的金相组织原位测试分析
5.2.4 Ni6断口形貌及试样各部位金相组织分析
5.3 力磁耦合作用对铁磁材料力学性能的影响分析
5.3.1 铁磁材料在不同磁场下的力学试验
5.3.2 铁磁材料在不同压应力下的磁滞回线
5.3.3 铁磁材料在不同压应力下的磁致伸缩
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 全文结论
6.2 论文展望
参考文献
作者简介及攻读硕士学位期间的主要研究成果
一、作者简介
二、主要研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]人体新鲜脊柱椎间盘样本拉伸蠕变的实验研究[J]. 高巍巍,李殿宁,宋逸先,丁月东. 中医药导报. 2011(01)
[2]材料失效致因论研究[J]. 伍颖,李卓球. 工业安全与环保. 2007(06)
[3]纯钼微观断裂过程的扫描电镜原位观察[J]. 牛荣梅,张国君,孙军,魏建峰,孙院军,赵宝华,杨刘晓,马保平. 稀有金属材料与工程. 2006(04)
[4]沙漠砂抗剪强度指标与原位测试指标关系研究[J]. 杜学玲,杨俊彪,张喜发. 岩土力学. 2005(05)
[5]功能材料的力、电、磁耦合行为的实验研究[J]. 方岱宁,毛贯中,李法新,冯雪,万永平,李长青,江冰,刘彬,邴歧大. 机械强度. 2005(02)
[6]自平衡试桩法桩土荷载传递机理原位测试[J]. 戴国亮,龚维明,刘欣良. 岩土力学. 2003(06)
[7]功能材料综述[J]. 张金升,许凤秀,王英姿,张银燕,马来鹏. 现代技术陶瓷. 2003(03)
[8]用钻孔旁压试验原位测试冻土力学性质的探讨[J]. 喻文兵,朱元林,张健明,何平. 冰川冻土. 2000(04)
[9]不锈钢微裂纹形核扩展的TEM原位观察[J]. 李红旗，陈奇志，褚武扬. 金属学报. 1996(11)
[10]Ti－1023合金拉伸试验的电镜原位观察[J]. 朱维斗，顾海澄，郭延东. 金属学报. 1994(10)
博士论文
[1]块体材料原位拉伸—疲劳测试理论与试验研究[D]. 马志超.吉林大学 2013
[2]超磁致伸缩材料力磁耦合特性实验研究[D]. 赵沛.兰州大学 2012
[3]微结构材料力学性能的微拉伸系统与测试方法研究[D]. 刘瑞.上海交通大学 2009
[4]铁磁材料本构关系的理论和实验研究[D]. 冯雪.清华大学 2002
硕士论文
[1]材料微观力学性能原位拉伸测试仪研制与试验研究[D]. 王开厅.吉林大学 2013
[2]非晶合金力学性能和结构演化行为的研究[D]. 刘中元.上海大学 2013
[3]微米级铜纤维的微拉伸试验与尺度效应研究[D]. 唐旭涛.华中科技大学 2012
[4]拉伸疲劳试验机及测量热耗散的疲劳试验系统的研究与开发[D]. 翁国冲.浙江大学 2011
[5]TC4钛合金高温拉伸力学性能研究和组织演变[D]. 蔡云.南京航空航天大学 2009
[6]AFM原位拉伸试验装置研制及试验研究[D]. 周琴.哈尔滨工业大学 2008
[7]3D-C/SiC的高温拉伸蠕变性能[D]. 杨忠学.西北工业大学 2002
本文编号：3687245
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 原位拉伸测试原理技术与装置的研究现状
1.2.2 力磁耦合材料力学性能测试装置国内外研究
1.3 论文主要研究内容
第2章 拉伸/压缩测试单元及磁场加载单元设计分析
2.1 拉伸测试基本理论
2.2 拉伸/压缩测试单元整体方案设计
2.3 拉伸/压缩测试单元结构设计与分析
2.3.1 驱动部分
2.3.2 传动部分
2.3.3 拉伸/压缩测试单元总成
2.4 磁场加载单元方案设计
2.5 拉伸/压缩测试单元检测控制系统
2.6 本章小结
第3章 拉伸/压缩测试单元的校核计算及仿真分析
3.1 双向滚珠丝杠的理论校核计算
3.1.1 传动链驱动功率的确定
3.1.2 双向滚珠丝杠的校核计算
3.2 双向滚珠丝杠和夹具的静力学仿真分析
3.2.1 双向滚珠丝杠的静力学仿真分析
3.2.2 夹具的静力学仿真分析
3.3 整机动力学分析与控制策略侧优化
3.4 本章小结
第4章 拉伸/压缩测试单元的误差分析与 修正校准理论
4.1 拉伸测试结果参数分析
4.1.1 试样夹持变形参数分析
4.1.2 测试装置加载变形参数分析
4.2 修正算法系数计算
4.2.1 试样夹持变形修正算法系数计算
4.2.2 测试装置加载变形修正算法系数计算
4.2.3 机体测试参数修正算法理论公式
4.3 本章小结
第5章 力磁耦合原位测试试验
5.1 拉伸/压缩测试单元的精度分析与校准
5.1.1 传感器标定试验
5.1.2 测试装置原型样机
5.1.3 拉伸测试试验与分析
5.1.4 拉伸测试结果的修正校准
5.2 铁磁材料原位拉伸测试试验与分析
5.2.1 Ni6在不同速率下的拉伸试验
5.2.2 金相组织观测试验的制备
5.2.3 Ni6在拉伸载荷作用过程中的金相组织原位测试分析
5.2.4 Ni6断口形貌及试样各部位金相组织分析
5.3 力磁耦合作用对铁磁材料力学性能的影响分析
5.3.1 铁磁材料在不同磁场下的力学试验
5.3.2 铁磁材料在不同压应力下的磁滞回线
5.3.3 铁磁材料在不同压应力下的磁致伸缩
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 全文结论
6.2 论文展望
参考文献
作者简介及攻读硕士学位期间的主要研究成果
一、作者简介
二、主要研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]人体新鲜脊柱椎间盘样本拉伸蠕变的实验研究[J]. 高巍巍,李殿宁,宋逸先,丁月东. 中医药导报. 2011(01)
[2]材料失效致因论研究[J]. 伍颖,李卓球. 工业安全与环保. 2007(06)
[3]纯钼微观断裂过程的扫描电镜原位观察[J]. 牛荣梅,张国君,孙军,魏建峰,孙院军,赵宝华,杨刘晓,马保平. 稀有金属材料与工程. 2006(04)
[4]沙漠砂抗剪强度指标与原位测试指标关系研究[J]. 杜学玲,杨俊彪,张喜发. 岩土力学. 2005(05)
[5]功能材料的力、电、磁耦合行为的实验研究[J]. 方岱宁,毛贯中,李法新,冯雪,万永平,李长青,江冰,刘彬,邴歧大. 机械强度. 2005(02)
[6]自平衡试桩法桩土荷载传递机理原位测试[J]. 戴国亮,龚维明,刘欣良. 岩土力学. 2003(06)
[7]功能材料综述[J]. 张金升,许凤秀,王英姿,张银燕,马来鹏. 现代技术陶瓷. 2003(03)
[8]用钻孔旁压试验原位测试冻土力学性质的探讨[J]. 喻文兵,朱元林,张健明,何平. 冰川冻土. 2000(04)
[9]不锈钢微裂纹形核扩展的TEM原位观察[J]. 李红旗，陈奇志，褚武扬. 金属学报. 1996(11)
[10]Ti－1023合金拉伸试验的电镜原位观察[J]. 朱维斗，顾海澄，郭延东. 金属学报. 1994(10)
博士论文
[1]块体材料原位拉伸—疲劳测试理论与试验研究[D]. 马志超.吉林大学 2013
[2]超磁致伸缩材料力磁耦合特性实验研究[D]. 赵沛.兰州大学 2012
[3]微结构材料力学性能的微拉伸系统与测试方法研究[D]. 刘瑞.上海交通大学 2009
[4]铁磁材料本构关系的理论和实验研究[D]. 冯雪.清华大学 2002
硕士论文
[1]材料微观力学性能原位拉伸测试仪研制与试验研究[D]. 王开厅.吉林大学 2013
[2]非晶合金力学性能和结构演化行为的研究[D]. 刘中元.上海大学 2013
[3]微米级铜纤维的微拉伸试验与尺度效应研究[D]. 唐旭涛.华中科技大学 2012
[4]拉伸疲劳试验机及测量热耗散的疲劳试验系统的研究与开发[D]. 翁国冲.浙江大学 2011
[5]TC4钛合金高温拉伸力学性能研究和组织演变[D]. 蔡云.南京航空航天大学 2009
[6]AFM原位拉伸试验装置研制及试验研究[D]. 周琴.哈尔滨工业大学 2008
[7]3D-C/SiC的高温拉伸蠕变性能[D]. 杨忠学.西北工业大学 2002
本文编号：3687245
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/yiqiyibiao/3687245.html
