一、取样方向对力学性能的影响(论文文献综述)
那熙君,李恩波,王宇,张富亮[1](2022)在《浅谈铝型材室温断后伸长率的检测》文中认为从试样加工形状尺寸,取样方向,拉伸速率,以及人工测量与机器测量等方面,对公司生产的铝挤压型材断后伸长率进行测试分析。得出结论,圆形试样的断后伸长率比矩形试样的断后伸长率略大;平行长度越大,断后伸长率越大;横向取样的断后伸长率明显小于纵向取样的断后伸长率;人工测量比机器测量更可靠,更接近真实的断后伸长率。
曹祎,荣传新,朱志恩,于敏,缑瑞宾[2](2022)在《基于非均匀微观组织的纯铁板抗拉性能》文中研究表明为研究纯铁板制作过程中由微观组织的非均匀性对其力学性能产生的影响,以DT4C、DT4E板材为研究对象,探究纯铁板在不同厚度、拉伸速率及取样方向下应力应变曲线的变化规律,探索其对纯铁板拉伸性能的影响,得出纯铁板宏观物理特性的非均匀性变化规律。结果表明:取样方向对拉伸性能影响较小;板材厚度为0.5~2 mm时,屈服强度与厚度呈正比关系,纯铁板拉伸性能在厚度方向上具有尺寸效应;相同拉伸速率下,延伸率随厚度的增大先增大后减小,呈抛物状分布,存在一个最优厚度2 mm使得纯铁板的力学性能充分发挥;铁板内部构造的非均匀性决定了同种材料不同取样位置的试件力学性能的差异性。
徐翔宇,曹阳,王辉,吴动波[3](2021)在《激光熔覆修复叶片的过渡区力学性能试验研究》文中认为利用激光熔覆技术在TC4钛合金叶片表面上使用TC4粉末进行增材制造,通过相关试验进行了TC4钛合金激光熔覆区和过渡区的微观组织、拉伸力学性能和冲击韧性研究。试验结果表明:基体和熔覆区达到了良好的冶金结合效果;熔覆区和过渡区之间的力学性能受温度影响非常显着,在横纵方向上略有差异;过渡区的冲击韧性值高于熔覆区,表明过渡区拥有更好的抗冲击性能;熔覆区和过渡区的力学性能达到航空钛合金使用标准,说明将激光熔覆技术应用于TC4叶片修复具有一定的可行性。
孟子杰[4](2021)在《喷射成形2195铝锂合金温热力学性能与低周疲劳行为研究》文中研究说明铝锂合金由于具有低密度、高比强度、良好的抗疲劳性能等特性在航空航天领域获得了广泛的应用。铝锂合金室温塑性较差,温热成形是获得铝锂合金构件的重要成形方法。但相比于传统铝合金,铝锂合金对变形温度和变形速率等工艺参数更为敏感,其成形工艺窗口较窄。此外,铝锂合金结构部件在服役过程中会受到循环载荷的影响,然而国内外有关铝锂合金温热流变行为、力学性能、低周疲劳行为及断裂机制等方面的研究较少,对合理制定铝锂合金温热成形工艺带来很大的技术挑战。因此,本文针对2195铝锂合金挤压板材,通过不同试验手段对合金在温热变形条件下的力学性能、低周疲劳行为及断裂机制进行了系统研究,本文的主要工作及结论如下:(1)采用单拉试验研究了温度、取样方向及应变速率对流变行为和力学性能的影响。研究发现随着温度的升高,合金的应力-应变曲线分别表现出不同的流变行为。温度恒定时,随着应变速率的提高,合金的屈服强度及延伸率呈现出总体降低的趋势,而抗拉强度不断升高。当应变速率一定时,随变形温度的升高,合金的屈服强度及抗拉强度均明显降低。(2)采用低周疲劳试验对2195铝锂合金在不同试验条件下的低周疲劳特性进行了系统研究,同时建立不同的疲劳寿命预测模型对板材的低周疲劳寿命进行评估。低温、低应变幅下的循环应力响应曲线表现出完全循环硬化行为,而在其他条件下的循环应力响应曲线均呈现出先循环硬化后循环软化的特征。此外,通过对比发现基于总应变能密度的疲劳寿命预测模型具有最佳的预测效果。(3)采用SEM对不同试验条件下的拉伸及疲劳断口进行观察,分析了不同变形条件对合金拉伸及疲劳断裂行为的影响。发现随着温度的升高,合金逐渐由沿晶断裂模式演变为韧性断裂模式。通过观察合金的疲劳断口发现,低温、低应变幅条件下的合金疲劳条带特征十分明显。随着温度及应变幅的升高,疲劳条带特征弱化。相比于低温下的疲劳断口,高温下的疲劳断口出现了韧窝、撕裂棱等特征。
张慧[5](2021)在《纤维素/聚乳酸激光烧结成型机理及实验研究》文中研究说明激光烧结技术(laser sintering,LS)是增材制造(additive manufacturing,AM)研究领域里的一项主流技术分支,对当今社会的生产模式产生了重要的影响。在LS技术不断多元化、普及化的发展中,解决传统加工耗材难成型、可用耗材种类少、性价比低等问题仍是LS技术的研究热点。聚乳酸(polylactic acid,PLA)AM技术近年兴起,丝线PLA熔融沉积成型(FDM)这项AM技术分支趋于成熟化,已进入市场。然而,粉状PLA基复合材料LS技术还面临着诸多难题:多数PLA难于或无法LS成型;一些实验室合成的聚乳酸工艺复杂、稳性定差、成本高且产量少;国内外缺少对新PLA基复合材料LS技术的完整研究,导致难以推广应用。针对上述发展现状与问题,本文提出一种低成本的、可完全降解的纤维素/聚乳酸共混物的新型生物质LS耗材,采用理论分析、宏微观多尺度的数值计算与模拟分析以及实验测试方法对纤维素/聚乳酸激光烧结技术进行系统性研究。以纤维素/聚乳酸激光烧结成型机理为核心理论,从材料设计与制备、LS工艺、制件退火处理等多个环节突破PLA基复合材料激光烧结的一些技术难题。主要工作归纳如下:(1)进行纤维素/聚乳酸的材料设计与制备。从材料物化特性的表征与分析着手研究,结合多层LS试验测试多种PLA的加工性,筛选出具备一定可行性的PLA材料。以纤维素为填料制备多配比的纤维素/聚乳酸共混物,减少PLA基体材料LS过程的收缩形变,达到提高PLA基材综合成型性能的目的。(2)研究组分配比对纤维素/聚乳酸LS工艺及制件成型性能的影响。借助分子动力学模拟方法分析纤维素添加量对纤维素/聚乳酸相容性和LS过程分子间相互作用的影响,从分子层面探明宏观组分配比对材料LS成型性能的影响。通过LS实验和性能测试验证了组分配比对纤维素/聚乳酸材料物化特性、LS制件成型性能的影响规律,最终获得材料综合性能良好的组分配比。(3)探究纤维素/聚乳酸LS过程激光能量传递过程、作用机制及影响规律。宏观层面借用MATLAB数值模拟和ANSYS有限元方法分析激光能量密度和LS温度场分布的影响因素和规律,并建立相关数学模型。微观层面采用分子动力学模拟方法研究热作用对纤维素/聚乳酸体系分子运动行为、分子结构、界面结合作用的影响规律,在微观尺度上揭示纤维素/聚乳酸LS过程的热影响机制和宏观的液相烧结成型机理。(4)以提高纤维素/聚乳酸激光烧结制件成型性能为目的,探究工艺参数、打印方向、退火处理工艺对制件密度、力学性能、尺寸精度、微观形貌、结晶性能等的影响。通过全因子试验设计方法分析工艺参数对LS制件力学性能的显着性影响,并建立数学模型,获得力学性能最佳的工艺参数。
韩瑞杰[6](2021)在《特种橡胶密封材料制备工艺及性能研究》文中研究表明橡胶是一类最为常用的弹性密封材料,其在复杂环境下的性能稳定性直接决定了橡胶密封构件服役的可靠性。密封的失效,尤其受高温、摩擦及材料结构损伤引起的密封失效,不仅会造成密封结构的破坏,还会导致巨大的经济损失和人身伤亡事故的发生。因此,如何探究橡胶密封材料在复杂环境下性能的变化机理及提升自身结构的优化水平已成为当前橡胶密封材料服役过程中亟待解决的科学问题。本论文围绕飞机舱门橡胶密封材料性能的评估及应用,以橡胶密封材料耐高温老化特性、老化机理的研究及飞机舱门织物/硅橡胶密封材料制备与表征为主题,在材料的耐高温配方、高温老化后力学性能、摩擦性能、织物/硅橡胶密封材料的摩擦及粘结复合工艺性能等方面进行了一系列的研究,主要内容如下:首先,以丁腈橡胶密封材料为基础材料研究了热氧老化前后平均交联密度和局部交联密度对基体力学性能的影响。分析了丁腈橡胶拉伸强度随交联密度的增长呈现先升高后下降的变化规律;基于扩散限制型氧化(DLO)效应,测定了基体局部交联密度的梯度分布,揭示了热氧环境下交联点的分布失衡是阻碍受力过程中应力分散,造成力学性能损失的重要原因;研究了高温压缩环境下分子链交联与断裂之间的竞争关系,阐明了压缩残余变形在老化环境下的增长机制;建立了间隔应变模型,并基于位移累积法对橡胶的拉伸性能进行测试,证实了数字图像相关(DIC)在复杂环境下对橡胶大变形测量的可靠性。其次,在交联密度测试及分析方法的基础上,进一步探究了硅橡胶(苯基)复合材料在热氧环境下力学性能变化的机理。基于CeO2和石墨烯良好的高温防护作用,设计并制备了高温耐受性优良的CeO2/石墨烯硅橡胶(苯基)复合材料,揭示了热氧环境下CeO2对自由基的清除、石墨烯与苯基团的π-π共轭效应是提升硅橡胶(苯基)复合材料高温耐受性的重要因素;结合热分析动力学计算了硅橡胶复合材料热降解的平均活化能E,进一步验证了 CeO2和石墨烯在热氧老化过程中的作用机理。力学测试表明,基于CeO2(2 phr)和石墨烯(0.8 phr)对基体良好的热防护作用,硅橡胶(苯基)复合材料在300℃/48 h老化后的拉伸强度及拉断伸长率分别保持在4.67 MPa和180%。然后,基于CeO2和石墨烯良好的热防护作用,探究了 CeO2/石墨烯硅橡胶(苯基)复合材料热氧老化前后摩擦系数及磨损形貌的变化规律。通过表层交联密度的测定及表面形貌的分析,研究了表面基体硬度、粗糙度及缺陷对硅橡胶(苯基)复合材料摩擦系数和磨耗比的影响。CeO2与石墨烯对基体良好的热防护作用及石墨烯的自润滑效应均可有助于降低材料的磨耗比,但过量(1.5 phr)石墨烯加入后会引起摩擦表面基体抵御循环剪切能力的下降,造成老化后基体磨耗比由0.8 phr石墨烯时的4.24×10-3 mm-3/N.m提升至4.44×10-3 mm-3/N·m。再次,通过摩擦系数及磨损形貌的对比,证实了表层聚酯织物对硅橡胶基体耐磨性能的显着提升作用。设计制备了含双层织物的硅橡胶复合材料,并基于服役环境,研究了织物/硅橡胶密封材料在干滑/浸水/高温/浸油环境下磨损形貌的差异及摩擦系数的变化规律;观察了滑动速率、外部荷载及织物纱线方向对织物/硅橡胶密封复合材料摩擦性能的影响,指出浸水环境下高荷载(25 N)对织物纤维的牵拉及破断作用是导致织物原始结构破坏及表面严重破损的重要原因。最后,通过硅橡胶基体的改性及胶粘剂调配工艺的改善,提升了织物与硅橡胶的粘结性能。基于拉伸、撕裂、剥离等测试,确定了以0.2 phr钛酸酯作为最优含量来增强硅橡胶与织物的粘结性能。接触角测试、红外表征及剥离测试表明,钛酸酯的加入有助于提升硅橡胶的可粘接性。随着钛酸酯含量从0 phr增加至0.2 phr,硅橡胶基体表面的接触角从123.33°下降至108.39°。改性后的硅橡胶基体表面润湿性显着增强,这是硅橡胶与聚酯织物粘结性能提升的重要原因。此外,基于织物纱线拉伸模量的差异,获得了外层织物的剥离状态及内层织物与橡胶的相互作用对织物/硅橡胶复合材料剥离强度及剥离伸长量的影响规律。研究成果将对橡胶密封材料高温老化机理的探索及综合性能的评估提供有价值参考;同时,织物/硅橡胶密封材料多工况下摩擦行为的研究及织物与硅橡胶粘结复合工艺的改善都将为航空织物/橡胶密封材料的应用提供可靠的实验支持。
张倩[7](2020)在《石墨烯/铜基复合材料界面结构特性及变形行为研究》文中进行了进一步梳理石墨烯具有优异的力学性能、良好的导热、导电性能、较大的比表面积以及轻质等特性,将其与金属材料复合有望获得具有轻质、高强高韧、高导热、高导电和耐磨等优点的石墨烯/金属基复合材料。即石墨烯作为功能体可赋予金属材料一些其本身不具备的物理性质,使石墨烯/金属基复合材料具有多样的功能特征而在航空航天、机械装备、电子和电力等领域具有广阔的应用前景。然而,石墨烯/金属基复合材料的力学性能仍没有达到理想效果,尤其在复杂的服役环境条件下,复合材料的稳定性差,损伤容限较低。这主要与石墨烯的浓度、分散程度、尺寸分布、石墨烯与金属间的相互作用有关。从目前的研究进展来看,制约石墨烯/金属基复合材料力学性能提升的主要原因是石墨烯自身团聚和石墨烯与金属界面结合能力较弱。尤其需要指出的是,与常用陶瓷增强相相比,石墨烯结构的特殊性使得其作为增强相与金属构建的界面结构更复杂,在复合材料变形过程中位错与界面的相互作用也极为特别。所以,要想有效改善石墨烯/金属基复合材料的力学性能,深化对石墨烯和金属基体之间界面结构的认识显得至关重要。石墨烯/金属基复合材料中,通常石墨烯的添加量很低(很微量的石墨烯即可起到积极作用),且石墨烯普遍具有尺寸小的特点,依靠现有的实验表征手段很难直观地了解金属与石墨烯间界面的相互作用,尤其难以揭示形变过程中界面区域的微观作用机制。第一性原理可以从纳观、微观、介观和宏观的角度对材料进行多层次研究,模拟材料在不同的服役条件下的性能演变规律、失效机理实现材料性能的改善和设计。因此,本论文拟采用第一性原理揭示石墨烯与金属之间的界面结构,探索变形过程中石墨烯/金属界面结构特征的变化。论文中构建石墨烯/金属基材料的界面理论模型,从原子层次探讨石墨烯和金属间的界面特性,阐述异质原子镍、钛、锰、铝和硅及石墨烯的缺陷状态对石墨烯/金属基界面结合能力的影响规律,探讨复合材料的变形机理。主要的研究内容如下:(1)构建石墨烯/铜的界面模型,研究不同的加载方向对界面结合特性的影响,发现平行于石墨烯二维平面方向拉伸可以充分发挥石墨烯的强度优势。然而,石墨烯和基体铜的变形能力不同,变形行为存在不一致性。如果在垂直于石墨烯方向拉伸,石墨烯和铜基体之间有限的结合能力将导致裂纹在界面处快速萌生扩展,界面结合能力的增强是体系整体力学性能提高的关键性因素之一。(2)计算研究异质原子的种类(镍、钛、锰、铝和硅)及其置换状态对石墨烯/铜界面结合能力的影响,发现异质原子钛和锰的引入能显着改善石墨烯和铜基体之间的界面结合能力,提高石墨烯/铜的力学性能。在A1A2A’1A’2(异质原子置换界面处的部分铜原子)型中,镍、钛及锰原子和石墨烯中的碳原子形成数量较多或强度较高的化学键及碳化物,尤其是锰与碳原子形成的新键或碳化物的强度高于基体中铜原子层之间的作用力。因此,在垂直于石墨烯平面方向拉伸时,锰原子的引入将石墨烯/铜的抗拉强度和伸长率分别提高了377%和364%,且断裂发生在基体铜中。与之相反,铝和硅的引入则有弱化界面间结合能力的趋势。(3)采用模拟计算在石墨烯中引入单空位缺陷,研究缺陷状态对石墨烯/铜基材料力学性能的影响。计算结果表明,石墨烯中的单空位缺陷可以增强铜基体和石墨烯之间的界面结合作用,尤其提高垂直于缺陷处的铜原子和石墨烯间的吸附能力。(4)结合课题组前期实验研究结果,构建了外电场作用下的石墨烯/铜基复合材料模型,研究了电场作用下石墨烯/铜的形成过程,分析了石墨烯对铜基材料电结晶行为的影响。研究结果表明,石墨烯作为第二相能够促进电镀液中的铜离子在其周围吸附沉积,降低其形核势垒,提高成核速率,使石墨烯和铜基体界面周围区域的晶粒尺寸细化进而改变界面处的微结构和材料整体的微观组织,影响材料的性能。上述研究结果揭示了异质原子的种类及其置换状态、石墨烯的缺陷状态和外电场等因素影响石墨烯/铜基材料的组织结构、界面结合特征以及力学变形行为的微观机制,有助于深入理解石墨烯/金属基材料的形变机制。可为从实验技术角度改善石墨烯/金属复合材料的界面结合强度和力学性能提供理论基础。
王立毅[8](2020)在《选区激光熔化Inconel 718高温合金小微样品蠕变性能及其评价方法研究》文中认为选区激光熔化成形(Selective laser melting,SLM)技术具有自定义形状设计、个性化定制、高加工精度、节约资源、加工周期短和智能优化零件性能等优势,因此在航空、医疗、教育、能源等国计民生重要领域均具有巨大的应用前景。然而,在SLM成形部件大规模应用之前,其力学性能特别是长期服役性能仍存在许多亟待解决的关键科学问题。本论文选取SLM成形Inconel 718合金作为研究对象,开展了适用于小微样品高温蠕变实验系统的搭建、SLM成形合金三维空间晶粒结构表征、热处理条件及成形样品特性(取样位置、加载方向及表面状态)对材料高温蠕变性能影响的一系列研究。本研究对于澄清SLM成形的Inconel 718合金组织结构特点、优化高温蠕变抗力的高温合金SLM成形工艺参数以及建立SLM成形合金部件高温力学性能认证评价方法具有重要的理论指导意义和应用参考价值。论文获得的主要研究结果如下:调研了小微样品蠕变研究现状和现行行业标准,针对实验需求,设计并开发了两套小微样品高温蠕变测试系统:小冲杆蠕变测试系统和具有数字图像相关技术表征功能的小微样品单轴蠕变测试系统。小冲杆蠕变测试系统可以在室温~800℃、载荷50~1000 N的条件下对样品实施具有氩气保护的小冲杆蠕变性能评价,载荷精度可达±0.1 N,变形分辨率为10 μm;单轴蠕变测试系统可以在室温~800℃、载荷0~2000N的条件下对样品实施单轴蠕变性能评价,载荷精度可达±0.1 N,变形测量分辨率可达0.09μm。在小微样品单轴蠕变测试系统中,采用数字图像相关技术可以对小微样品单轴蠕变过程中的全场瞬时应变进行测量。通过验证实验,证明了两个设备对小微样品的高温蠕变性能表征具有独特的优势,设备测量结果正确、可信。考察了90°交叉打印成形的Inconel 718样品中熔池的交互作用与晶粒三维空间异质结构之间的关系。发现,打印成形的Inconel 718样品由长度可达1 mm的细长柱状晶和平均高度为81.3 μm的粗大V形晶粒组成。样品中呈现出晶粒尺寸和织构强度的周期性分布。熔池心部重叠位置的织构强度和晶粒尺寸均达到极大值,在此处形成外延生长的柱状晶。熔池边缘重叠位置的织构强度和晶粒尺寸均达到极小值,在此处形成层层叠加的V形晶粒。基于此,建议把周期性结构简化为组织结构单元,对组织结构单元进行SLM成形Inconel 718合金力学分析和模拟更为合理。考察了SLM成形Inconel 718样品与传统锻造、铸造成形Inconel 718样品在组织结构、小冲杆蠕变性能等方面的差异。结果表明,SLM成形Inconel 718表现出与传统锻造和铸造成形Inconel 718不同的小冲杆蠕变性能和断裂行为。在650℃/600 N条件下,沿打印方向(Building Direction,BD)加载的SLM Inconel 718样品的短时小冲杆蠕变寿命和锻态样品的蠕变寿命相当,但远低于铸态样品的蠕变寿命。晶界上分布的Laves相是导致SLM成形样品小冲杆蠕变断裂的主要原因。BD方向加载导致柱状晶晶界与局部位置的拉应力垂直,进一步降低了样品的蠕变寿命。在SLM成形样品中,“道-道”熔池附近不同方向的晶粒和枝晶导致了裂纹扩展发生偏折。研究了不同热处理态SLM成形Inconel 718合金在不同加载方向上的小冲杆蠕变(Small Punch Creep,SPC)性能,分析了热处理制度和加载方向对蠕变寿命和开裂行为的影响。发现,相同方向加载下,均匀化/时效的HA1处理态样品的小冲杆蠕变寿命最长,而固溶/时效的SA处理态样品的小冲杆蠕变寿命最短。这是因为HA1处理态样品晶界处有害的δ相较少,且晶粒内增强的γ’和γ"强化相较多,而SA处理态样品的析出相分布与之相反。完全再结晶热处理(HA2热处理)可提高BD方向加载的Z样品小冲杆蠕变寿命,但降低了扫描方向加载的X样品蠕变寿命,使两者寿命相当。以柱状晶为主的样品小冲杆蠕变抗力优于晶粒尺寸较大的等轴晶样品。相同热处理条件(HA1,HSA,SA)下,X样品的小冲杆蠕变寿命比Z样品的寿命更长,这主要是空间多级晶粒结构导致的。理论计算表明,在SLM成形过程中,较高的能量输入或较大的熔池重叠率有助于降低V形晶粒的面积百分比,从而进一步提高样品的小冲杆蠕变寿命。考察了取样位置、加载方向和样品表面状态对样品单轴蠕变性能的影响规律。结果表明,底部样品因再结晶程度高,组织中残留的V形晶粒较少,蠕变寿命最高,而顶部样品中存在大量的V形晶粒,因而蠕变寿命最低。平行于打印方向加载的样品(0°样品)因裂纹受柱状晶约束不易横向扩展,因而具有较长蠕变寿命,而垂直于打印方向加载的样品(90°样品)因裂纹在一定程度上容易沿横向柱状晶晶界扩展,蠕变寿命较短,与打印方向城45°加载的样品(45°样品)的受力状态比较复杂,裂纹呈网状分布,产生67°方向的倾斜裂纹,因此,蠕变寿命最短。粗糙表面的样品蠕变裂纹萌生于表面缺陷位置,其蠕变寿命略低于光滑样品。
马云瑞[9](2020)在《电脉冲处理对冷轧奥氏体钢微观组织和力学性能的优化研究》文中指出脉冲电流经过金属材料时,在内部焦耳热和电子风力的作用下,会在材料中引起再结晶、相变、裂纹愈合和非晶晶化等各种现象,从而实现电致塑性、晶粒细化、损伤修复和性能恢复等效果。根据这一特性,把电脉冲工艺和传统加工技术相结合来恢复或者提升工程材料的力学性能成了学术界和工业界的一个热点研究方向。由于316L奥氏体不锈钢具有优异的力学性能、加工性能和抗腐蚀性能,在工业上得到了广泛应用。本论文采用高强脉冲电流结合冷轧工艺对316L奥氏体不锈钢进行处理,从电致塑性、裂纹愈合、耐腐蚀性能以及低温力学性能等方面开展了系统研究,探讨了高强度脉冲电流处理工艺对奥氏体不锈钢的微观组织与力学性能演变规律和工程应用前景。研究了冷轧316L不锈钢板材在高强脉冲电流处理(EPT)后的微观组织和力学性能演化规律。选取EPT不同放电电压对冷轧后样品进行处理,采用SEM、EBSD、TEM、拉伸、硬度等技术对微观组织与力学性能进行了表征。发现随着脉冲强度的增加,材料出现先硬化后软化现象,硬化主要是由于片层状组织中的可动位错密度降低,而软化则主要是由于再结晶晶粒的形核和长大。研究了冷轧316L板材中沿不同取向进行EPT处理后的微观组织和力学性能演化规律。选取冷轧316L不锈钢板材的轧向(RD方向)与横向(TD方向)的样品进行EPT处理,对比两者的电致塑性敏感度。发现一方面RD试样中片层状晶粒拥有更大的长-宽轴比,导致了其具有更强的焦耳热效应和电子风力作用,另一方面EPT处理后RD试样相比于TD试样的马氏体逆转变的程度更大,两者共同作用下,RD试样表现出更明显的电致软化。研究了 EPT和传统热处理对冷轧316L不锈钢微观组织和力学性能的演化规律的异同。分析了 EPT与传统热处理对变形组织再结晶形核及长大机制的异同,并探讨了两种工艺处理后的材料的耐腐蚀性能。发现EPT处理不仅能瞬间完成传统热处理的功效,还能抑制低导电率有害相的析出,从而提高材料的耐腐蚀性能。研究了冷轧316L不锈钢板材在EPT后的低温拉伸性能,比较了EPT与传统热处理对其低温力学性能影响的异同。对EPT后样品在低温拉伸过程中的变形机制进行了系统表征。发现316L不锈钢轧板室温拉伸(293 K)过程中,变形机制以TWIP效应为主导,TRIP效应为辅;而低温拉伸(77 K)过程中,变形机制完全以TRIP相变为主导。此外,EPT处理后,材料出现低温电致强化和低温电致软化现象。研究了孪生诱发塑性奥氏体钢(TWIP钢)中的两种尺度裂纹在EPT过程中愈合行为。表征了紧凑拉伸的穿透型大裂纹和轧制微裂纹在EPT处理后裂纹的微观组织变化,并对这两种类型裂纹的电致愈合机制进行对比分析和讨论。发现EPT处理对于紧凑拉伸(CT)试样中的穿透型大裂纹和轧板内部的微裂纹都有明显的愈合效果。在裂纹尖端和侧面两个位置的热压应力的作用下,穿透型大裂纹以裂纹尖端愈合为主,钝化孔洞和硬化区也同样起到抑制裂纹扩展的作用,而内部微裂纹则是裂纹尖端和侧面共同作用进行愈合。
李豪[10](2020)在《热轧复合不锈钢-碳钢层合板的界面层性能与塑性变形行为》文中进行了进一步梳理金属层合板凭借优异的综合性能在众多工程领域获得了广泛应用,热轧复合不锈钢-碳钢层合板是其中的典型代表,也是仍在发展进步中的新产品。为了进一步提高复合质量、优化完善轧制制备技术,更深入研究认识不锈钢与碳钢轧制复合过程及其对于层合板产品力学性能的影响,是迫切的需要,也具有重要意义。本文针对热轧复合不锈钢-碳钢层合板,采用实验分析与数值模拟相结合的方法,研究表征层合板厚向各层的成分、微观组织与力学性能,提出了新的层合板厚向材料分层结构,定义了界面层,研究揭示了界面层的热稳定性和力学行为及规律,建立了界面层的有限元模型,并基于新的界面层有限元模型研究了层合板减薄轧制和冲压成形过程的变形行为及规律。论文的主要研究工作及成果如下。(1)取样批量工业生产的热轧复合不锈钢-碳钢层合板,实验表征其厚度方向尤其是复合区域厚向的化学成分、微观组织、力学性能以及它们的分层分布特征与规律。实验发现层合板厚度方向上具有明显的分层特征,并据此提出了层合板厚向材料分层结构,由不锈钢覆层、不锈钢增碳层、多元素合金层、碳钢脱碳层和碳钢基板五层组成;其中不锈钢增碳层、多元素合金层和碳钢脱碳层是覆层与基板之间元素扩散形成的不同于覆层与基板的新材料层,统合定义为层合板的界面层。实验获得界面层厚向显微硬度的分布规律和各层材料的拉伸应力应变曲线。实验结果表明,多元素合金层厚向主要元素含量单调变化决定了其显微硬度分布也一样具有明显的梯度变化特征;不锈钢增碳层中碳元素含量的增加,改变了其晶界形态、提高了强度、降低了延展性,并且厚向变化较小;碳钢脱碳层中碳元素含量的减小,使其内部珠光体消失、降低了强度、提高了延展性,并且厚向变化较小。(2)针对层合板界面层中力学性能变化最剧烈的多元素合金层开展实验及表征研究,揭示了多元素合金层的生长规律和元素成分与力学性能的分布规律。实验结果表明,多元素合金层内部主要元素厚向的分布及变化规律保持稳定,不受自身厚度的影响;多元素合金层的增厚生长服从抛物线规律,并受体积扩散的控制,其激活能为54.35kJ/mol;沿多元素合金层厚度方向,从不锈钢侧到碳钢侧,多元素合金层内部的纳米硬度和弹性模量分别单调减小和单调增加,同时以上变化趋势不受多元素合金层厚度的影响;多元素合金层的厚度越大,层合板的层间结合强度越高。(3)针对工业生产的热轧复合不锈钢-碳钢层合板产品,取样开展热稳定性的实验研究,揭示了温度对于层合板厚向各层的化学成分、微观组织、力学性能的影响。实验结果表明,当层合板处于摄氏500℃以下的热状态时,其内部元素分布、微观组织能够基本保持稳定;当温度高于摄氏500℃时,层合板内再次发生明显的原子扩散,碳钢中的碳元素向不锈钢扩散,各层厚度发生相应变化;不锈钢中碳元素的增加使其屈服极限、强度极限和纳米硬度都增大,延伸率和表面耐腐蚀性能都减小;层合板整体的屈服极限、强度极限和结合强度均会随着温度的增加而降低。(4)针对工业生产的热轧复合不锈钢-碳钢层合板产品,取样开展面内单向拉伸和厚向压缩方式下的形变及破坏行为的实验研究和有限元模拟验证,揭示了界面层对于层合板整体形变及破坏的影响。实验及仿真结果表明,在层合板面内单向拉伸塑性变形过程中,多元素合金层与不锈钢增碳层之间的分界首先出现破坏并逐渐扩展,发生破坏前该层间分界两侧应力差值达到500MPa以上。层合板厚向上整体变形协调性决定了其面内单向拉伸时破坏没有首先发生在强度最弱的区域,而是发生在力学性能差异最大的层间界面上;多元素合金层与不锈钢增碳层之间的力学性能差异最大,从而导致该层间界面出现较大应力差异并首先发生破坏。(5)基于新提出的层合板厚向材料分层结构及其力学模型,建立了层合板减薄轧制过程有限元模型,仿真结合实验,揭示了层合板减薄轧制过程的弹塑性变形行为与板形翘曲生成变化规律。结果表明,层合板能够在不发生界面破坏情况下进行减薄轧制,但是减薄轧制后的层合板会出现严重的翘曲变形。优化相关工艺参数并不能明显改善减薄轧制后层合板的板形缺陷,而后处理实验结果表明矫直处理可以有效消除减薄轧制后层合板的板形缺陷。(6)基于新提出的层合板厚向材料分层结构及其力学模型,建立了层合板冲压成形过程有限元仿真模型,仿真结合实验,揭示了层合板冲压过程的弹塑性变形行为与成形性能。结果表明,冲压过程中层合板试样没有发生界面破坏,冲压方向对层合板的成形极限和回弹量的影响相对较小;在其它条件不变的情况下,层合板的成形极限和回弹量会随着不锈钢覆层厚度的增加而增大,同时层合板的回弹量会随着冲压量的增大而减小。
二、取样方向对力学性能的影响(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、取样方向对力学性能的影响(论文提纲范文)
(1)浅谈铝型材室温断后伸长率的检测(论文提纲范文)
1 试验材料与试验方案 |
1.1 试验材料 |
1.2 试样加工方案 |
1.3 试验设备 |
1.4 试验方案 |
2 试验结果与分析 |
2.1 人工测量与用机器测量断后伸长率的数据对比 |
2.2 试样加工形状对断后伸长率的影响 |
2.3 试样加工尺寸(平行长度)对断后伸长率的影响 |
2.4 取样方向对断后伸长率的影响 |
2.5 试验拉伸速率对断后伸长率的影响 |
3 实验结论 |
(2)基于非均匀微观组织的纯铁板抗拉性能(论文提纲范文)
1 试验材料及方法 |
1.1 试验材料 |
1.2 试验方案与设备 |
2 试验结果与分析 |
2.1 应力应变曲线结果分析 |
2.1.1 不同厚度板的应力应变曲线结果 |
2.1.2 应力应变曲线结果分析 |
2.2 取样方向对拉伸性能的影响 |
2.3 拉伸速率对拉伸性能的影响 |
2.3.1 不同速率下试样断口形貌特征分析 |
2.4 材料厚度对拉伸性能的影响 |
2.4.1 不同厚度试样断口形貌 |
2.5 同种材料不同试样的力学性能差异性分析 |
2.5.1 同种材料不同厚度试样力学性能差异分析 |
2.5.2 同种材料不同位置微观组织差异 |
3 结论 |
(3)激光熔覆修复叶片的过渡区力学性能试验研究(论文提纲范文)
0 引言 |
1 试验条件与方法 |
1.1 试验材料及制备 |
1.2 试样制备及测试方法 |
2 试验结果与分析 |
2.1 过渡区的金相组织分析 |
2.2 拉伸试验结果与分析 |
2.3 室温冲击试验结果与分析 |
3 结语 |
(4)喷射成形2195铝锂合金温热力学性能与低周疲劳行为研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 铝锂合金发展概述 |
1.2.1 国外铝锂合金的发展历程 |
1.2.2 国内铝锂合金的发展历程 |
1.3 铝锂合金力学性能及断裂行为研究概述 |
1.3.1 铝锂合金力学性能研究现状 |
1.3.2 铝锂合金断裂行为研究现状 |
1.4 金属疲劳行为研究概况 |
1.4.1 疲劳发展概述 |
1.4.2 金属疲劳断口的主要特征 |
1.4.3 铝锂合金的疲劳行为研究现状 |
1.5 选题意义及主要研究内容 |
1.5.1 选题意义 |
1.5.2 本文主要研究内容 |
第二章 试验材料与方法 |
2.1 试验材料 |
2.2 试验及测试方法 |
2.2.1 拉伸试验 |
2.2.2 低周疲劳试验 |
2.2.3 拉伸及疲劳断口分析 |
第三章 喷射成形2195铝锂合金的温热力学性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 不同变形参数对2195铝锂合金流变行为的影响 |
3.2.1 取样方向对2195铝锂合金流变行为的影响 |
3.2.2 变形温度对2195铝锂合金流变行为的影响 |
3.2.3 应变速率对2195铝锂合金流变行为的影响 |
3.3 不同变形参数对2195铝锂合金力学性能的影响 |
3.3.1 取样方向对2195铝锂合金力学性能的影响 |
3.3.2 变形温度对2195铝锂合金力学性能的影响 |
3.3.3 应变速率对2195铝锂合金力学性能的影响 |
3.4 本章小结 |
第四章 2195铝锂合金温热低周疲劳行为研究 |
4.1 引言 |
4.2 应力-应变滞回环 |
4.3 应力循环响应行为 |
4.4 循环应力-应变关系和基于不同准则的疲劳寿命预测模型 |
4.4.1 材料的循环应力-应变关系 |
4.4.2 基于总应变的低周疲劳寿命预测模型 |
4.4.3 基于塑性应变能密度的低周疲劳寿命预测模型 |
4.4.4 基于总应变能密度的低周疲劳寿命预测模型 |
4.4.5 不同低周疲劳寿命预测模型之间的比较 |
4.5 本章小结 |
第五章 2195铝锂合金断裂行为研究 |
5.1 引言 |
5.2 拉伸断口形貌分析 |
5.2.1 取样方向、变形温度对合金拉伸断裂行为的影响 |
5.2.2 应变速率对合金拉伸断裂行为的影响 |
5.3 疲劳断口形貌分析 |
5.3.1 100℃下低应变幅疲劳断口形貌 |
5.3.2 200℃下低应变幅疲劳断口形貌 |
5.3.3 100℃下高应变幅疲劳断口形貌 |
5.3.4 200℃下高应变幅疲劳断口形貌 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表的论文 |
攻读硕士学位期间参与的科研项目 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(5)纤维素/聚乳酸激光烧结成型机理及实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 选题背景及来源 |
1.1.1 选题背景 |
1.1.2 课题来源 |
1.2 激光烧结技术的国内外发展现状及发展前景 |
1.2.1 激光烧结技术的产业现状 |
1.2.2 激光烧结技术的发展前景 |
1.3 生物质激光烧结材料的研究进展 |
1.3.1 激光烧结技术耗材的种类及特性要求 |
1.3.2 常见的生物质激光烧结耗材 |
1.3.3 聚乳酸基激光烧结耗材的国内外研究情况 |
1.4 激光烧结成型过程的数值计算及模拟分析研究 |
1.4.1 激光烧结工艺优化的研究方法及现状 |
1.4.2 激光烧结热作用过程的研究现状 |
1.5 研究目的及意义 |
1.5.1 研究的目的 |
1.5.2 研究的意义 |
1.6 主要研究内容及技术路线 |
1.6.1 主要研究内容 |
1.6.2 技术路线 |
2 纤维素/聚乳酸的材料制备及性能研究 |
2.1 引言 |
2.2 纤维素/聚乳酸的组分选取 |
2.2.1 聚乳酸粉末的化学结构分析与组分选取 |
2.2.2 纤维素粉末的化学结构分析与组分选取 |
2.3 纤维素/聚乳酸理化性质的表征 |
2.3.1 纤维素/聚乳酸理化性质的检测仪器 |
2.3.2 纤维素/聚乳酸理化性质的测试 |
2.4 纤维素/聚乳酸理化性质的分析 |
2.4.1 纤维素/聚乳酸组分的粒径分布 |
2.4.2 纤维素/聚乳酸的粉床密度 |
2.4.3 纤维素/聚乳酸的微观形貌 |
2.4.4 纤维素/聚乳酸的热性能 |
2.4.5 纤维素/聚乳酸的结晶性分析 |
2.4.6 纤维素/聚乳酸的流变性能 |
2.5 纤维素/聚乳酸的制备与激光烧结可行性分析 |
2.5.1 纤维素/聚乳酸的制备工艺 |
2.5.2 聚乳酸基共混物的激光烧结可行性分析 |
2.6 本章小结 |
3 纤维素/聚乳酸激光烧结分子建模及动力学模拟分析 |
3.1 引言 |
3.2 纤维素/聚乳酸系统的动力学分析 |
3.2.1 分子动力学的运算过程及算法 |
3.2.2 力场的选取 |
3.2.3 系统势能的计算方法 |
3.2.4 平衡系综的选取 |
3.3 纤维素/聚乳酸分子模型的建立与结构优化 |
3.3.1 PLA 3001D分子模型的建立 |
3.3.2 α-纤维素分子模型的建立 |
3.3.3 建立纤维素/聚乳酸共混物及其界面的分子模型 |
3.4 组分配比对纤维素/聚乳酸相容性的影响 |
3.4.1 Floy-Huggins相互作用参数法 |
3.4.2 径向分布函数g(r)法 |
3.4.3 分子间相互作用能(ΔE)法 |
3.5 纤维素/聚乳酸激光烧结过程的分子热运动模拟分析 |
3.5.1 热作用对纤维素/聚乳酸体系的分子运动的影响 |
3.5.2 温度对纤维素/聚乳酸体系相容性的影响 |
3.5.3 纤维素/聚乳酸组分界面分子运动的热影响模拟分析 |
3.6 本章小结 |
4 激光烧结成型机理及温度场的模拟研究 |
4.1 引言 |
4.2 纤维素/聚乳酸激光烧结成型机理分析 |
4.2.1 激光能量密度及热源模型的计算分析 |
4.2.2 激光烧结成型热作用机理分析 |
4.2.3 激光烧结熔池的形成及动力学分析 |
4.2.4 纤维素/聚乳酸激光烧结液相烧结的演变过程 |
4.3 激光烧结成型温度场的数学模型 |
4.3.1 激光烧结粉床的热传导方程 |
4.3.2 纤维素/聚乳酸材料热性能的数学模型 |
4.4 激光烧结温度场的有限元模型构建 |
4.4.1 建立激光烧结温度场有限元模型的流程及初始条件 |
4.4.2 建立激光烧结温度场的有限元模型 |
4.5 纤维素/聚乳酸激光烧结温度场的模拟与分析 |
4.5.1 激光作用时长对瞬态温度场的影响 |
4.5.2 工艺参数对温度场的影响 |
4.6 本章小结 |
5 纤维素/聚乳酸激光烧结实验及制件成型性能分析 |
5.1 引言 |
5.2 组分配比对纤维素/聚乳酸激光烧结制件成型性能的影响 |
5.2.1 激光烧结制件成型性能的表征 |
5.2.2 组分配比实验结果分析 |
5.3 工艺参数对激光烧结制件成型性能的影响 |
5.3.1 基于全因子试验设计方法的实验分析 |
5.3.2 工艺参数对激光烧结制件尺寸精度的影响 |
5.3.3 工艺参数对激光烧结制件微观结构的影响 |
5.3.4 工艺参数对纤维素/聚乳酸激光烧结的影响机制 |
5.4 打印方向对激光烧结制件成型性能的影响研究 |
5.4.1 激光烧结制件的打印方向的选定 |
5.4.2 打印方向对激光烧结制件密度的影响 |
5.4.3 打印方向对激光烧结制件尺寸精度的影响 |
5.4.4 打印方向对激光烧结制件力学性能的影响 |
5.4.5 打印方向对激光烧结制件微观组织的影响 |
5.5 退火处理工艺对激光烧结制件成型性能的影响 |
5.5.1 退火处理对激光烧结制件的密度和尺寸精度的影响 |
5.5.2 退火处理对激光烧结制件的力学性能的影响 |
5.5.3 退火处理对激光烧结制件的微观形貌的影响 |
5.5.4 退火处理对激光烧结制件的结晶性能的影响 |
5.5.5 三种优化工艺方法的对比分析 |
5.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
附录 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
东北林业大学博士学位论文修改情况确认表 |
(6)特种橡胶密封材料制备工艺及性能研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 绪论 |
2.1 橡胶密封材料应用背景概述 |
2.2 橡胶密封材料高温老化性能的研究进展 |
2.2.1 橡胶密封材料耐高温老化配方的研究 |
2.2.2 橡胶密封材料高温老化机理的研究 |
2.3 橡胶基密封材料摩擦磨损特性的研究进展 |
2.3.1 橡胶密封材料摩擦性能的研究 |
2.3.2 织物/橡胶密封材料摩擦性能的研究 |
2.4 织物与橡胶基体粘结复合工艺及性能的研究进展 |
2.5 研究现状评述 |
2.6 本论文研究的主要内容 |
3 橡胶密封材料高温老化前后交联密度对力学性能的影响——以丁腈橡胶基体为例 |
3.1 丁腈橡胶复合材料试样的制备 |
3.1.1 实验材料与实验仪器 |
3.1.2 试样的制备工艺 |
3.2 丁腈橡胶复合材料试样的测试方法 |
3.2.1 材料的热氧老化 |
3.2.2 交联密度的测试 |
3.2.3 力学性能测试 |
3.2.4 SEM和EDS测试 |
3.2.5 数字图像相关测试 |
3.3 丁腈橡胶复合材料交联密度与力学性能之间的关系 |
3.3.1 丁腈橡胶复合材料配方的优化 |
3.3.2 交联密度对丁腈橡胶复合材料拉伸性能的影响 |
3.3.3 热氧老化对丁腈橡胶复合材料压缩性能的影响 |
3.3.4 试样厚度及外部工况对基体局部交联密度的影响 |
3.3.5 DIC在高温环境下对丁腈橡胶大变形测量的应用 |
3.4 本章小结 |
4 CeO_2/石墨烯硅橡胶(苯基)复合材料热氧老化前后力学性能实验研究 |
4.1 实验材料及试样制备 |
4.1.1 实验材料 |
4.1.2 试样的制备工艺 |
4.2 CeO_2/石墨烯硅橡胶(苯基)复合材料的测试方法 |
4.2.1 硫化曲线测试 |
4.2.2 材料的热氧老化 |
4.2.3 SEM形貌表征 |
4.2.4 热重分析(TGA)测试 |
4.2.5 溶胀平衡测试 |
4.2.6 拉伸性能及硬度测试 |
4.3 CeO_2和石墨烯对硅橡胶(苯基)基体热氧老化性能的影响 |
4.3.1 CeO_2和石墨烯在硅橡胶(苯基)基体中的分散 |
4.3.2 硅橡胶(苯基)复合材料的硫化特性分析 |
4.3.3 硅橡胶(苯基)复合材料的热降解机理分析 |
4.3.4 硅橡胶(苯基)复合材料的热分析动力学研究 |
4.3.5 硅橡胶(苯基)复合材料的溶胀平衡测试分析 |
4.3.6 硅橡胶(苯基)复合材料的拉伸性能研究 |
4.4 本章小结 |
5 CeO_2/石墨烯硅橡胶(苯基)复合材料热氧老化前后摩擦性能实验研究 |
5.1 实验材料及试样制备 |
5.1.1 实验材料 |
5.1.2 试样的制备工艺 |
5.2 CeO_2/石墨烯硅橡胶(苯基)复合材料实验测试方法 |
5.2.1 材料的热氧老化 |
5.2.2 摩擦实验测试 |
5.2.3 SEM及XRD测试 |
5.2.4 表层交联密度的测试 |
5.2.5 硬度的测试 |
5.3 热氧老化对硅橡胶(苯基)基体摩擦性能的影响 |
5.3.1 XRD和SEM对橡胶基体中CeO_2和石墨烯的观察 |
5.3.2 热氧老化对硅橡胶(苯基)复合材料摩擦系数的影响 |
5.3.3 外部荷载对硅橡胶(苯基)复合材料摩擦系数的影响 |
5.3.4 热氧老化对硅橡胶(苯基)复合材料磨耗特性的影响 |
5.3.5 硅橡胶复合材料特定工况下摩擦磨损性能对比 |
5.4 本章小结 |
6 聚酯织物/硅橡胶复合材料多环境下的摩擦行为实验研究 |
6.1 织物/硅橡胶复合材料试样的制备 |
6.1.1 实验材料 |
6.1.2 试样的制备工艺 |
6.2 织物/硅橡胶复合材料的测试方法 |
6.2.1 织物/硅橡胶复合材料试样摩擦条件的设定 |
6.2.2 织物/硅橡胶复合材料试样摩擦工况设定 |
6.3 织物/硅橡胶复合材料不同环境下的摩擦测试 |
6.3.1 外层织物对硅橡胶基体摩擦性能的影响 |
6.3.2 干滑环境下织物/硅橡胶复合材料的摩擦行为 |
6.3.3 高温环境下织物/硅橡胶复合材料的摩擦行为 |
6.3.4 浸水环境下织物/硅橡胶复合材料的摩擦行为 |
6.3.5 浸油环境下织物/硅橡胶复合材料的摩擦行为 |
6.4 本章小结 |
7 钛酸酯改性硅橡胶与聚酯织物粘结性能的实验研究 |
7.1 硅橡胶与聚酯织物的处理与改性 |
7.1.1 实验材料 |
7.1.2 聚酯织物的处理 |
7.1.3 胶粘剂的调配及固化工艺的改进 |
7.1.4 钛酸酯对硅橡胶的改性 |
7.2 织物/硅橡胶复合材料试样的制备及测试方法 |
7.2.1 试样的制备工艺 |
7.2.2 实验仪器及测试方法 |
7.3 钛酸酯改性硅橡胶的粘结性能 |
7.3.1 不同含量钛酸酯对硅橡胶力学性能的影响 |
7.3.2 外层织物在硅橡胶表面的剥离测试 |
7.3.3 改性对硅橡胶和聚酯织物表面润湿性的影响 |
7.3.4 织物纱线方向对双层织物/硅橡胶复合材料剥离性能的影响 |
7.4 本章小结 |
8 结论 |
8.1 全文总结 |
8.2 本研究的创新点 |
8.3 工作展望 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(7)石墨烯/铜基复合材料界面结构特性及变形行为研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 石墨烯/金属基复合材料的研究现状 |
1.3 石墨烯/金属基复合材料界面相互作用的研究 |
1.3.1 具有缺陷状态的石墨烯与金属原子之间的相互作用 |
1.3.2 合金元素对石墨烯/金属基材料界面结合行为的影响 |
1.4 石墨烯增强金属基复合材料的作用机制 |
1.5 选题意义及研究内容 |
第二章 理论计算方法 |
2.1 引言 |
2.2 多粒子体系的薛定谔方程 |
2.2.1 玻恩-奥本海默近似 |
2.2.2 哈特利-福克单电子近似 |
2.3 密度泛函理论的基本思想 |
2.3.1 Hohenberg-Kohn定理 |
2.3.2 Kohn-Sham方程 |
2.4 交换关联泛函 |
2.5 CASTEP的理论基础及任务设置 |
2.6 界面结构及性能 |
2.6.1 材料及界面的稳定性能 |
2.6.2 弹性性能 |
2.6.3 热力学稳定性能 |
2.6.4 广义层错能 |
第三章 石墨烯/铜界面结构及拉伸变形机制的研究 |
3.1 引言 |
3.2 参数设置与模型搭建 |
3.2.1 计算参数的设置 |
3.2.2 模型的构建 |
3.3 分析石墨烯/铜沿平行于片层石墨烯方向的拉伸性能 |
3.4 石墨烯/铜变形机制分析 |
3.4.1 电荷转移量及层间距的变化规律 |
3.4.2 不同层原子变形的协同性 |
3.4.3 石墨烯/铜体系的堆垛层错能 |
3.4.4 石墨烯/铜的协同变形机制 |
3.4.5 石墨烯/铜体系弹性常数分析 |
3.5 石墨烯/铜界面结合能力分析 |
3.6 石墨烯/铜物理性能的分析 |
3.7 本章小结 |
第四章 异质原子的类型和置换状态对石墨烯/铜界面的增强机制 |
4.1 引言 |
4.2 参数设置与模型搭建 |
4.3 异质原子对石墨烯/铜界面结合能力的影响 |
4.3.1 在A_1型中,分析异质原子对界面稳定性能的影响 |
4.3.2 异质原子对力学性能及变形机制的影响 |
4.4 异质原子对A_1A_1'型结构界面结合能力的影响 |
4.4.1 优化后的模型结构分析 |
4.4.2 A_1A_1'-X体系结构及界面稳定性分析 |
4.4.3 异质原子对A_1A_1'型结构力学性能以及变形机制的影响 |
4.5 异质原子对A_1A_2A_1'A_2'型结构界面结合能力的影响 |
4.5.1 A_1A_2A_1'A_2'-X模型结构分析 |
4.5.2 A_1A_2A_1'A_2'-X体系结构及界面稳定性分析 |
4.5.3 异质原子对体系A_1A_2A_1'A_2'-X力学性能的影响 |
4.5.4 A_1A_2A_1'A_2'-X体系变形机制的分析 |
4.6 异质原子在A_1B_1A_1'B_1'型结构界面中的作用 |
4.6.1 A_1B_1A_1'B_1'-X优化后的模型结构 |
4.6.2 体系A_1B_1A_1'B_1'-X的界面稳定性分析 |
4.6.3 分析A_1B_1A_1'B_1'-X的力学性能 |
4.6.4 A_1B_1A_1'B_1'-X体系拉伸变形机制的分析 |
4.7 置换状态对A_0B_0C_0界面的作用机制 |
4.7.1 异质原子锰在不同的置换类型中对界面的作用 |
4.7.2 异质原子钛在不同的置换类型中对界面的作用 |
4.7.3 不同置换类型中的异质原子镍对界面的影响 |
4.7.4 不同置换类型中的异质原子铝和硅对界面的影响 |
4.8 力学性能的对比 |
4.9 异质原子镍、钛和锰在A_1A_2A'_1A'_2型中的增强机制 |
4.9.1 电子结构分析 |
4.9.2 晶体轨道哈密顿布局分析 |
4.10 本章小结 |
第五章 单空位缺陷对石墨烯/铜界面的增强机制 |
5.1 引言 |
5.2 参数设置与模型搭建 |
5.2.1 计算参数的设置 |
5.2.2 优化后的模型结构 |
5.3 结构和界面稳定性分析 |
5.4 含单空位缺陷石墨烯与铜界面结合能力分析 |
5.4.1 应力-应变曲线 |
5.4.2 分析拉伸变形过程 |
5.5 本章小结 |
第六章 电场调控石墨烯/铜界面结构机制和界面特性研究 |
6.1 引言 |
6.2 模型的构建及计算参数的设置 |
6.2.1 模型构建 |
6.2.2 计算方法 |
6.3 石墨烯在外电场中对铜基材料界面微结构和调控机制的分析 |
6.3.1 研究铜离子及石墨烯在基体铜上吸附性能 |
6.3.2 分析石墨烯边沿处铜离子的吸附和还原 |
6.3.3 分析石墨烯上方铜离子的吸附和还原 |
6.3.4 电场调控石墨烯/铜基材料界面微结构的机制 |
6.4 硼掺杂石墨烯在电场中对复合材料界面微结构的调控机制 |
6.4.1 硼对石墨烯吸附性能的影响 |
6.4.2 硼对石墨烯边沿处铜离子吸附和还原作用 |
6.4.3 硼对石墨烯上的铜离子吸附和还原作用 |
6.4.4 电子结构分析 |
6.4.5 石墨烯及硼掺杂石墨烯制备的铜基材料组织结构示意图 |
6.5 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
博士学位论文独创性说明 |
参考文献 |
致谢 |
博士期间的科研成果 |
(8)选区激光熔化Inconel 718高温合金小微样品蠕变性能及其评价方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1激光增材制造技术的发展概况 |
1.2 金属选区激光熔化成形合金的组织特点 |
1.2.1 外延生长和各向异性 |
1.2.2 残余应力 |
1.2.3 缺陷分布 |
1.3 SLM成形材料组织调整 |
1.3.1 通过控制打印参数调控组织 |
1.3.2 通过热处理及热等静压调整组织 |
1.3.3 残余应力的消除 |
1.3.4 表面优化 |
1.4 SLM成形Inconel 718合金组织结构与蠕变性能 |
1.4.1 传统Inconel 718合金的成分及应用 |
1.4.2 传统Inconel 718合金的组织及热处理 |
1.4.3 传统Inconel 718合金高温蠕变性能 |
1.4.4 SLM成形Inconel 718合金的组织及热处理 |
1.4.5 SLM成形Inconel 718合金蠕变性能 |
1.5 基于小微样品的高温蠕变研究 |
1.5.1 研究背景 |
1.5.2 小微样品蠕变的主要研究方法 |
1.5.3 小微样品蠕变研究方法中存在的问题 |
1.5.4 传统材料小微样品蠕变的主要失效机制 |
1.5.5 增材制造成形材料的小微样件蠕变性能研究进展 |
1.6 研究目的、内容和意义 |
第2章 小微样品蠕变测试系统设计与搭建 |
2.1 引言 |
2.2 小冲杆蠕变测试系统的设计和搭建 |
2.2.1 小冲杆高温蠕变测试方法简介 |
2.2.2 小冲杆蠕变测试系统功能描述 |
2.2.3 小冲杆蠕变实验过程 |
2.3 小冲杆蠕变测试系统实验验证 |
2.4 小微样品单轴蠕变测试系统的设计和搭建 |
2.4.1 小微样品单轴蠕测试方法简介 |
2.4.2 小微样品单轴蠕变测试系统功能描述 |
2.4.3 小微样品单轴蠕变测试系统的实验过程 |
2.5 单轴蠕变测试系统实验验证 |
2.6 本章小结 |
第3章 SLM成形Inconel 718晶粒特性的EBSD三维重构 |
3.1 引言 |
3.2 材料制备与实验方法 |
3.2.1 材料制备 |
3.2.2 EBSD三维重构方法 |
3.3 实验结果 |
3.3.1 熔池边界的三维结构 |
3.3.2 柱状晶三维形貌、位置及晶粒特征 |
3.3.3 V形晶粒三维形貌、位置及组织特征 |
3.4 讨论分析 |
3.4.1 SLM成形Inconel 718晶粒结构周期性 |
3.4.2 关于SLM成形Inconel 718合金组织表征方法 |
3.5 本章小结 |
第4章 SLM成形、锻态与铸态Inconel 718小冲杆蠕变性能对比 |
4.1 引言 |
4.2 材料制备与实验方法 |
4.2.1 材料制备 |
4.2.2 小冲杆蠕变的实验方法 |
4.3 实验结果 |
4.3.1 原始态样品组织表征 |
4.3.2 小冲杆蠕变性能 |
4.3.3 断口形貌 |
4.4 讨论分析 |
4.4.1 组织结构对蠕变性能的影响 |
4.4.2 熔池对蠕变性能的影响 |
4.4.3 织构对蠕变性能的影响 |
4.4.4 孔洞对蠕变性能的影响 |
4.5 本章小结 |
第5章 热处理和加载方向对Inconel 718小冲杆蠕变性能的影响 |
5.1 引言 |
5.2 材料制备与实验方法 |
5.2.1 材料制备 |
5.2.2 实验方法 |
5.2.3 组织结构表征 |
5.3 实验结果 |
5.3.1 样品硬度 |
5.3.2 组织结构 |
5.3.3 小冲杆蠕变性能 |
5.3.4 小冲杆蠕变断裂行为 |
5.4 分析讨论 |
5.4.1 热处理和取向对硬度的影响 |
5.4.2 热处理条件对蠕变寿命的影响 |
5.4.3 依赖于晶粒结构的蠕变抗力和蠕变损伤开裂机理 |
5.4.4 面向高蠕变性能Inconel 718的SLM成形参数优化 |
5.4.5 再结晶对小冲杆蠕变性能的影响 |
5.5 本章小结 |
第6章 取样位置、加载方向和表面状态对SLM成形Inconel 718单轴蠕变性能影响 |
6.1 引言 |
6.2 材料制备与实验方法 |
6.2.1 SLM成形Inconel 718板材制备 |
6.2.2 样品制备及蠕变实验 |
6.2.3 表面光滑样品与表面粗糙样品的界定 |
6.3 实验结果 |
6.3.1 不同取样位置样品组织结构 |
6.3.2 残余应力分布 |
6.3.3 不同位置样品的高温蠕变性能 |
6.3.4 不同加载方向和表面状态样品的蠕变性能 |
6.3.5 蠕变断口形貌 |
6.4 分析讨论 |
6.4.1 关于蠕变机制的讨论 |
6.4.2 不同取样位置样品的组织结构特点 |
6.4.3 取样位置对蠕变性能的影响 |
6.4.4 加载方向对蠕变性能的影响 |
6.4.5 表面状态对蠕变性能的影响 |
6.5 本章小结 |
第7章 全文总结 |
参考文献 |
附录 |
作者简介 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
(9)电脉冲处理对冷轧奥氏体钢微观组织和力学性能的优化研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 材料的损伤与愈合行为 |
1.3 电流处理技术 |
1.3.1 电流处理技术的研究历史 |
1.3.2 电流处理技术的理论基础 |
1.3.3 电流改善材料的性能 |
1.3.4 电辅助成形和制造技术 |
1.4 本文研究目的及内容 |
1.4.1 研究目的 |
1.4.2 研究内容 |
第2章 电脉冲强度对316L不锈钢轧板微观组织与力学性能的影响 |
2.1 引言 |
2.2 实验材料和实验方法 |
2.2.1 脉冲电流实验装置 |
2.2.2 实验材料 |
2.2.3 电脉冲处理工艺 |
2.2.4 微观组织表征 |
2.2.5 力学性能测试 |
2.3 脉冲处理后微观组织和力学性能演化规律 |
2.3.1 电脉冲处理后的力学性能演化 |
2.3.2 电脉冲处理后的微观组织演化 |
2.3.3 电脉冲处理后的硬化和软化现象 |
2.4 轧制方向对电致塑性的影响 |
2.4.1 电脉冲处理后RD和TD方向的微观组织演化 |
2.4.2 电脉冲处理后RD和TD方向的力学性能演化 |
2.4.3 电脉冲处理后的各向异性机理 |
2.5 本章小结 |
第3章 电脉冲和热处理对316L不锈钢轧板微观组织与力学性能影响 |
3.1 引言 |
3.2 实验材料和实验方法 |
3.2.1 实验材料 |
3.2.2 微观组织表征 |
3.2.3 力学性能测试 |
3.3 电脉冲和热处理后微观组织与力学性能对比 |
3.3.1 电脉冲和热处理后的微观组织对比 |
3.3.2 电脉冲和热处理后的拉伸力学性能对比 |
3.3.3 电脉冲与热处理的相似和不同之处 |
3.4 电脉冲和热处理后耐腐蚀性能对比 |
3.4.1 电脉冲处理抑制第二相粒子析出 |
3.4.2 电脉冲和热处理后耐腐蚀性能对比 |
3.5 本章小结 |
第4章 脉冲电流处理对316L不锈钢低温拉伸性能的影响 |
4.1 引言 |
4.2 实验方法 |
4.2.1 实验方案 |
4.2.2 实验材料 |
4.2.3 室温与低温拉伸实验 |
4.2.4 微观组织观察 |
4.3 316L不锈钢的低温拉伸性能 |
4.3.1 退火态316L不锈钢的低温拉伸性能 |
4.3.2 冷轧态316L不锈钢的低温拉伸性能 |
4.3.3 低温拉伸过程中的变形机制 |
4.4 脉冲电流处理对316L不锈钢低温拉伸性能的影响 |
4.4.1 6 kV电脉冲处理后低温拉伸的硬化现象 |
4.4.2 7 kV电脉冲处理后低温拉伸的软化现象 |
4.4.3 电脉冲处理和低温拉伸之间的关系 |
4.5 本章小结 |
第5章 脉冲电流处理对TWIP钢裂纹愈合的影响 |
5.1 引言 |
5.2 实验方法 |
5.2.1 实验材料 |
5.2.2 脉冲电流处理 |
5.2.3 微观组织观察 |
5.3 脉冲电流处理对裂纹的愈合效果 |
5.3.1 脉冲电流处理对穿透型大裂纹的愈合效果 |
5.3.2 脉冲电流处理对内部微裂纹的愈合效果 |
5.3.3 热压应力的影响 |
5.4 脉冲电流对TWIP钢裂纹愈合机理 |
5.4.1 裂纹尖端和侧面的愈合 |
5.4.2 不同状态裂纹的愈合机制 |
5.5 本章小结 |
第6章 全文总结 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间发表文章目录 |
作者简介 |
(10)热轧复合不锈钢-碳钢层合板的界面层性能与塑性变形行为(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 文献综述 |
2.1 金属层合板简介 |
2.2 金属层合板的主要制备工艺 |
2.3 金属层合板复合机理研究进展 |
2.4 金属层合板复合界面行为研究进展 |
2.5 金属层合板热处理工艺研究进展 |
2.6 金属层合板深加工塑性变形行为研究进展 |
2.7 研究背景意义和研究内容 |
2.7.1 研究背景及意义 |
2.7.2 研究内容 |
3 热轧复合不锈钢-碳钢层合板厚向分层特征研究 |
3.1 本章引言 |
3.2 实验方案设计 |
3.2.1 实验材料 |
3.2.2 层合板复合区域微观组织表征 |
3.2.3 层合板厚向微观组织力学性能测试 |
3.2.4 层合板复合质量测试 |
3.3 层合板复合区域微观组织与元素分布 |
3.3.1 层合板复合区域的微观组织 |
3.3.2 层合板复合区域的元素分布 |
3.4 层合板复合区域的力学性能 |
3.4.1 层合板复合区域的显微硬度分布 |
3.4.2 层合板厚向各层材料的拉伸应力应变曲线 |
3.5 层合板的复合质量评价 |
3.6 层合板的厚向材料分层结构 |
3.7 本章小结 |
4 热轧复合不锈钢-碳钢层合板界面层组织与性能表征 |
4.1 本章引言 |
4.2 实验方案设计 |
4.3 层合板复合试样界面层元素与力学性能分布 |
4.3.1 层合板复合试样界面层元素分布 |
4.3.2 层合板复合试样界面层纳米硬度与弹性模量分布 |
4.4 层合板复合试样多元素合金层生长动力学研究 |
4.5 层合板复合试样多元素合金层材料性能模拟 |
4.6 层合板复合试样的复合质量评价 |
4.7 本章小结 |
5 热轧复合不锈钢-碳钢层合板组织与性能的热稳定性 |
5.1 本章引言 |
5.2 实验方案设计 |
5.3 热状态下层合板内原子扩散与微观组织演变 |
5.3.1 层合板在400℃下的原子扩散与微观组织演变 |
5.3.2 层合板在700℃下的原子扩散与微观组织演变 |
5.3.3 温度对层合板原子扩散与微观组织演变的影响规律 |
5.4 层合板原子扩散对其材料性能的影响 |
5.4.1 层合板原子扩散对覆层拉伸性能的影响 |
5.4.2 层合板原子扩散对覆层耐腐蚀性能的影响 |
5.5 层合板的高温力学性能 |
5.6 本章小结 |
6 热轧复合不锈钢-碳钢层合板界面层塑性变形及破坏行为 |
6.1 本章引言 |
6.2 实验方案设计 |
6.3 层合板塑性变形过程中复合率的演化 |
6.3.1 层合板面内单向拉伸过程中复合率的演化 |
6.3.2 层合板厚向压缩过程中复合率的演化 |
6.4 层合板面内单向拉伸断裂的断口形貌分析 |
6.5 基于层合板厚向材料分层结构的有限元建模 |
6.6 层合板塑性变形过程仿真分析 |
6.6.1 层合板面内单向拉伸过程仿真分析 |
6.6.2 层合板厚向压缩过程仿真分析 |
6.7 本章小结 |
7 热轧复合不锈钢-碳钢层合板减薄轧制板形翘曲行为研究 |
7.1 本章引言 |
7.2 有限元模型建立 |
7.3 层合板减薄轧制过程仿真分析 |
7.3.1 仿真结果 |
7.3.2 工艺参数对层合板减薄轧制过程的影响 |
7.4 层合板减薄轧制与矫直后处理实验研究 |
7.4.1 层合板减薄轧制过程实验研究 |
7.4.2 层合板矫直后处理过程实验研究 |
7.5 本章小结 |
8 热轧复合不锈钢-碳钢层合板成形性能研究 |
8.1 本章引言 |
8.2 有限元模型建立 |
8.3 埃里克森杯突试验有限元仿真分析 |
8.3.1 仿真结果 |
8.3.2 分层厚度对层合板成形极限的影响 |
8.4 拉深试验有限元仿真分析 |
8.4.1 仿真结果 |
8.4.2 回弹分析 |
8.4.3 分层厚度和冲压量对层合板回弹量的影响 |
8.5 层合板冲压成形实验研究 |
8.6 本章小结 |
9 结论与展望 |
9.1 结论 |
9.2 创新点 |
9.3 展望 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
四、取样方向对力学性能的影响(论文参考文献)
- [1]浅谈铝型材室温断后伸长率的检测[J]. 那熙君,李恩波,王宇,张富亮. 有色金属加工, 2022(01)
- [2]基于非均匀微观组织的纯铁板抗拉性能[J]. 曹祎,荣传新,朱志恩,于敏,缑瑞宾. 科学技术与工程, 2022(01)
- [3]激光熔覆修复叶片的过渡区力学性能试验研究[J]. 徐翔宇,曹阳,王辉,吴动波. 现代制造工程, 2021(09)
- [4]喷射成形2195铝锂合金温热力学性能与低周疲劳行为研究[D]. 孟子杰. 山东大学, 2021(12)
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- [9]电脉冲处理对冷轧奥氏体钢微观组织和力学性能的优化研究[D]. 马云瑞. 中国科学技术大学, 2020(01)
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