一、采用X射线法测算金属材料内部残余应力的研究（论文文献综述）
杨露[1]（2021）在《钛合金耐压球壳等效变形试件在梯形载荷下的裂纹扩展性能研究》文中研究指明大深度载人潜水器有利于人类对深海资源的开采,载人舱是其关键部位,其结构的强度和稳定性对于保障潜水器的安全性和可靠性至关重要。由于海底环境恶劣复杂,载人舱耐压球壳在服役期间承受高压循环交变载荷,容易在应力集中部位（如焊缝区域）产生塑性应变及疲劳裂纹,经过长期循环累积损伤引起耐压结构的疲劳破坏。疲劳断裂失效形式是服役潜水器的主要破坏模式,对疲劳裂纹扩展速率准确预报,有利于对其疲劳寿命做出有效评估。本文以大深度潜水器载人舱耐压球壳作为研究对象,以其应力分布特性和疲劳特性作为切入点,简要概述国内外载人舱耐压球壳的研究现状,并总结出该领域内目前尚未解决的技术难题,研究内容和主要成果包括以下几个方面:（1）对耐压球壳备选材料的材料性能和结构形式进行了对比分析,并对其服役环境和载荷谱历程特征以及简化方法进行了阐述,确定了本文着重分析的载人舱耐压球壳模型—钛合金制球形耐压壳的材质、基本材料性能以及结构形式特点。（2）根据中国船级社2018版《潜水系统及潜水器入级规范》要求,设计一款用于万米级深海载人舱耐压模型球（含一开口结构）,并对该模型球进行应力分布特征有限元计算。计算结果表明在开口结构围壁加强区存在应力集中现象。（3）针对载人舱耐压球壳试验成本高昂的现象,考虑设计等效变形试件代替整球用于试验。基于保证模拟试件所承受的应力应变大小和分布应尽可能和实际球壳围壁加强区相同或近似的设计准则,设计等效变形试件为对焊接头,经过参数优化以及对加工难度的考虑,确定对焊夹角为175°,厚度为24mm。（4）为获得焊接接头的残余应力分布,奠定后续疲劳特性研究的基础,开展焊接试验和数值模拟分析方法研究。采用TIG焊接方法、X型坡口、多层多道焊进行焊接试验,采用盲孔法进行残余应力测量。基于SYSWELD焊接有限元分析软件,对焊接接头模型进行焊接过程有限元分析,并通过对比有限元结果和试验数据验证了数值分析方法的有效性。（5）梳理了在深海高压环境中适合载人舱耐压球壳压缩蠕变本构模型、疲劳裂纹扩展速率模型以及蠕变疲劳裂纹扩展速率模型。选择最新且最完整的模型进行计算,并对比疲劳裂纹扩展速率和蠕变疲劳裂纹扩展速率曲线以及寿命曲线,与文献中研究结论一致:保载疲劳寿命比疲劳寿命相比缩减16倍左右。（6）基于等效变形试件残余应力分布明朗的情况,对其进行R=0.1的疲劳试验,在试验过程中,每2000个载荷循环记录一次裂纹长度,中断之前,共计进行了113,402次循环;使用立体显微镜和金相显微镜观察裂纹扩展走势和上下断口,发现多条裂纹相互作用导致试样最终断裂,且断口截面形貌符合低周疲劳断口宏观形貌。（7）基于ABAQUS有限元分析软件和FRANC3D裂纹扩展分析软件,对焊接区域上下边缘出现的多条裂纹进行裂纹扩展模拟,计算得出其疲劳裂纹扩展速率曲线和结构寿命曲线,并结合试验数据对比验证数值模拟方法的有效性,考虑等效变形试件有望代替整球进行试验和数值方法研究,为大深度潜水器载人舱耐压球壳疲劳寿命评估方法提供参考。综上,本文借助有限元分析手段,考虑了载人舱耐压球壳材料、结构形式、疲劳载荷谱特征和使用环境等多种影响因素的相互作用,对钛合金载人舱球形耐压壳的焊接残余应力、初始缺陷、疲劳特性等方面进行了较为深入的分析,为建立比较完备的关于钛合金制大深度载人舱耐压球壳性能的研究体系提供参考价值。
张国松[2]（2020）在《W/2A12复合材料残余应力分布及消减工艺研究》文中研究指明W/2A12复合材料是优良的结构功能材料,具备优异的高能射线抗辐射能力。W/2A12复合材料在制造、加工及服役过程中,不可避免地经过高温过程,如热挤压、热处理或在高温、热循环条件下工作。固溶淬火处理是W/2A12复合材料重要的热处理工序,在淬火处理过程中会引入较大的残余应力,对构件的尺寸稳定性、抗应力腐蚀性能、疲劳强度等性能有很大的影响,在后续的机加工过程中会引起工件的翘曲变形。因此,调控和预测W/2A12复合材料中的残余应力,对提高构件的尺寸稳定性等性能具有重要的意义。研究基于热压缩实验,建立固溶淬火态W/2A12复合材料的高温变形本构方程。结合末端淬火法和DFORM-HT的迭代法计算了三维传热情况下W/2A12复合材料与换热介质的换热系数。将材料高温变形本构方程、换热系数以及测定的材料的物性参数应用到ABAQUS有限元软件,建立了常规热处理过程中W/2A12复合材料铝合金残余应力演化模型,研究了复合材料在淬火过程中的温度及应力场演变过程,利用ABAQUS软件模拟研究了淬火水温对应力分布和大小的影响,研究发现通过提高淬火水温更能有效实现内部区域拉应力的应力松弛。本文基于裂纹柔度法建立了 W/2A12复合材料内应力表征方法,结合有限元模拟分析了裂纹柔度法的测试及计算误差因素并对其进行了修正,确定了插值函数的阶数选取准则。选用XRD、钻孔法测定工件表面残余应力并对测试结果进行综合对比,确定了表面残余应力测试方法选取原则。将内应力和表面应力的实验测试值与ABAQUS模拟结果进行对比,测试结果与模拟结果吻合较好,证实了本文建立的残余应力仿真模型的可靠性。根据淬火残余应力分布的相似性,实现了基于表层残余应力测试数据的内应力预测,建立了 W/2A12复合材料残余应力的数值模型。此外,建立了一种新型的复杂规格工件的淬火-反淬火的应力预测模型,模型结果和实验测试结果最大偏差小于20%。对W/2A12复合材料的淬火残余应力的消减工艺进行了研究,系统地表征了不同消减工艺后材料的残余应力及力学性能。淬火水温对残余应力产生显着的影响,提高淬火水温可使工件内部残余应力明显降低,且合金的力学性能无明显变化。预拉伸可以显着消减构件的残余应力,预拉伸过程中的拉伸量的下限应设定为0.8%以保证显着的应力消减。当拉伸量为2%时,最大拉应力和最大压应力分别降低了 89.8%和88.5%。选用二甲基硅油为高温介质的反淬火工艺最大可消除60%的淬火残余应力,淬火后立即反淬火能大幅有效的消减试样中的残余应力,且在第一次反淬火效果显着,增加反淬火次数后应力消减效果并不明显。此外,合金的强度在反淬火处理后得到了改善。
杜杨[3]（2020）在《机器学习预测铝合金搅拌摩擦焊孔洞缺陷形成及其补焊的仿真》文中研究说明搅拌摩擦焊技术（FSW）是一种通过搅拌热塑性变形的固态金属实现连接的新型焊接方法。该方法避免了常见的熔焊缺陷,能够形成性能好且成形美观的焊接结构,已在航空航天、高速铁路等行业广泛应用。然而,FSW过程中常出现孔洞缺陷,严重影响焊接接头的力学性能。为避免孔洞缺陷的形成,需在焊接试验之前选择合理的焊接参数、试板材料和尺寸,以及搅拌头材料和几何形状,以形成无孔洞缺陷的焊接接头。试验中即使采用合理的焊接条件,但由于焊接过程的不稳定等因素也很可能形成孔洞,因此需采用搅拌摩擦焊补焊（RFSW）并调整焊接修复已经形成的孔洞,但RFSW易引起残余应力和变形的累积。因此,需要选择合理的搅拌摩擦焊补焊工艺条件。本课题首次结合试验、三维数值模型和机器学习分析孔洞的形成条件,用两种机器学习算法和三种不同类型的数据集研究孔洞的形成条件,分析三种常用铝合金AA2024、AA2219和AA6061共计108组FSW孔洞形成的试验数据。本文结合试验和模拟研究FSW和RFSW过程残余应力的演化过程,试验中采用X射线衍射法、压痕应变法和盲孔法测量残余应力,并通过三维瞬态数值模型与Abaqus-FEA模型相结合研究RFSW过程对残余应力和变形的影响。采用神经网络分析焊接参数和材料属性对孔洞缺陷形成的影响,这种方法预测孔洞形成的准确率为83.3%。当采用简化模型计算四个特征参量,温度、应变率、最大剪切应力和扭矩,进行神经网络和决策树分析时的预测准确率可以达到93.3%和90.0%。如采用三维稳态模型计算该四个特征参量,再采用神经网络和决策树对孔洞形成进行预测,该两种算法的预测准确率均为96.6%。在这四个特征参量中,温度和最大剪切应力对孔洞的形成表现出最大影响。研究结果表明温度场的分布对残余应力演化有显着影响,FSW过程中,搅拌头区域形成“高温度低应力”区域,已焊处材料经过快速冷却,形成“低温度高应力”区域,x方向残余应力分布呈现典型的“M”形,在x和y方向上的残余应力均约为80 MPa。补焊过程中的温度和应力都出现显着的“积累效应”,但在试板完全冷却之后,该“积累效应”并不显着。随着补焊次数增加,焊缝区域x方向上的残余应力无显着变化,y方向上的“高应力”范围增大。
魏明[4]（2020）在《基于力磁耦合的应力测量机理及若干应用研究》文中进行了进一步梳理由铁磁性材料制作的大型构件被广泛应用于大型基础设施和仪器设备中,铁磁构件的安全状态关乎人们的生命财产安全。利用磁性法对铁磁构件的应力状态进行监测具有便捷、准确、无损等优点,也是工程应用研究的热点之一。本文从铁磁性理论出发,从微观和宏观两个方面系统地探讨了力磁耦合机制,研究了力磁耦合模型,建立了力-磁-电的关系,并在此基础上系统地开展了磁特性与应力相关的理论研究、试验探索及工程实践。本文所做的主要工作与创新点如下:（1）从微观和宏观两个方面系统地研究力磁耦合机理,利用磁畴理论讨论了应力、外磁场作用下磁畴的运动规律和磁能分布;基于Jiles-Atherton模型讨论了力磁耦合机理,研究了应力致磁各向异性的变化规律,建立了磁导率与电压的耦合模型、应力与电压的耦合模型,证明了样品上的主应力差与九脚探头输出电压的正比关系。以此为基础,搭建了应力与磁特性测试系统,测试了应力对磁特性的影响。（2）利用有限元法优化了九脚探头的参数,得到了探头的输出电压随着探头长度增加而缓慢增加,铁损随着探头长度增加而线性增加的关系;获得了线圈的线径同阻抗及电感的反比关系,线圈的电压与频率及匝数的正比关系,线圈的感抗同频率及匝数的反比关系。提出了铁磁材料均匀磁化的创新方法,实现了对样品的快速、均匀磁化,增强了磁化效果。探讨了利用磁性法测量铁磁材料中残余奥氏体含量的原理和试验方法,得到了奥氏体含量同磁导率之间的定量关系。（3）通过样品的拉伸试验,分别得到了励磁电压与磁导率之间反比关系、与检测电压之间的正比关系;获得了应力与检测电压、磁导率、励磁电压之间的关系,验证了磁导率随应力增加而递减关系。（4）利用带孔平板拉伸及悬臂梁的弯曲试验,验证了磁性测量法的正确性。通过铁磁构件的载荷应力测量试验,对照有限元法、应变片法、磁性法的结果,验证了磁性法的准确性和可靠性,并首次提出利用磁性法区分铁磁构件上由自重和外载荷产生的应力。探讨了利用磁性法测试了高压容器焊缝和不同热处理工艺制作的汽车法兰上的残余应力的方法,得到了焊缝和法兰上的残余应力分布。本文的研究成果在实验室和不同领域的工程对比测试中得到了成功的应用,证明了磁性法的可靠性和正确性。该论文有图86幅,表39个,参考文献239篇。
张荣强[5]（2020）在《循环载荷作用下箱型结构梁残余应力演化规律的研究》文中研究表明液压机的三大横梁结构在工作过程中往往承受循环载荷而不是单次载荷,在承受循环载荷过程中,三大横梁因棘轮效应会造成结构中出现部分高应力区域发生塑性变形而导致残余应力的产生。目前,诸多学者对残余应力演化规律已经开展了大量的研究,但对循环加载作用下结构中残余应力演化规律的研究相对较少。通常液压机三大横梁的设计和校核均以弹性力学为基础,认为材料在承载后只允许发生弹性变形,将材料的屈服作为结构强度失效的判据。但在实际生产过程中,材料在承受循环载荷作用下部分区域必然会发生塑性变形,当发生塑性变形后,液压机横梁内的初始平衡状态被破坏,进而导致产生残余应力。如果材料产生的残余应力与外载荷叠加后不小于其屈服强度,就会导致失效。因此,探究循环载荷作用下液压机横梁中的残余应力演化规律是十分重要的,可以为预测液压机的疲劳寿命提供依据。本文以某型号的液压机下横梁为参照对象,设计并制造了1:12的箱型结构梁模型。在室温下,通过对箱型结构梁模型采用的Q235钢原材料进行应变速率0.1%/s的单向拉伸试验、应变和应力控制模式下的循环加载试验。整理和分析试验得到的数据,获得Q235钢材料的性能参数和不同加载条件下材料的变形特征。将利用UG构建的1/4模型导入到ABAQUS中,利用随动硬化模型A-F获取材料性能参数,同时运用大型有限元ABAQUS软件对箱型结构梁进行数值模拟。探究箱型结构梁中的残余应力随循环周次、结构尺寸、载荷大小和加载历史的演化规律。利用南通5000kN液压机搭建箱型结构梁的循环加载实验系统,采用IMC设备实时采集输出力的大小,同时采用数字散斑设备法和电测法两种方法观察箱型结构梁的变形行为。通过对比分析模拟与实验得到的结果可知,本文中对箱型结构梁模拟的结果是较为准确的。
杨新意[6]（2020）在《激光熔覆再制造残余应力表征与调控研究》文中研究表明残余应力问题是激光熔覆增材制造及再制造大规模商业化应用最亟待解决的问题之一。激光熔覆过程剧烈的温度场演化必然伴随应力、应变演化,导致零件产生较高的残余应力,残余应力将影响零件的服役性能和安全,甚至使零件在制造过程中由于开裂和变形而报废。但是,现有对残余应力的测量手段大多仅限于表面残余应力对实际生产的指导作用有限。因此,研究激光熔覆过程中应力沿深度方向的演化规律及机理,更好地实现残余应力水平及分布的调控,具有非常重要的科学意义和现实意义。本文系统地研究了激光熔覆再制造过程中沿熔覆深度方向的组织、硬度、残余应力演化,阐述了激光能量密度对应力场演变的影响规律及机理,探讨了通过调控热输入来调整残余应力水平及分布的方法。首先,利用基于同步送粉的激光熔覆技术在Q345钢表面制备两组参数完全相同的单层厚度小于1mm、组织致密、高硬度的Fe基熔覆试样。采用着色探伤的方法对熔覆试样表面进行了裂纹统计,建立了激光熔覆能量密度与裂纹敏感性之间的相关性,讨论了影响激光熔覆表面宏观形貌的主要因素,得到了在特定材料下的最佳激光熔覆工艺参数。其次,采用扫描电镜和线扫描技术,研究了不同激光能量密度下熔覆层和热影响区的组织演化规律,分析了在不同激光能量密度下从熔覆层到热影响区的元素分布规律,总结了激光能量密度对熔覆层成形性、热影响区和熔覆层显微组织及硬度的影响规律,揭示了Q345钢熔覆层的强化机制,获得了成形较好,热影响区宽度约为0.7mm的熔覆层,熔覆层硬度为420592HV,主要由相变强化和固溶强化引起,随激光能量密度增加而上升。然后,采用基于电化学腐蚀和X射线衍射的剥层法对另外一组参数完全相同的试样进行了熔覆层表面到热影响区的残余应力测量,并依据材料力学的相关知识对测量值进行了修正。表征了残余应力沿深度方向的分布规律,讨论了激光能量密度对激光熔覆残余应力的影响机制,揭示了残余应力与宏观裂纹分布之间的内在联系,获得了降低残余应力水平的最佳能量密度区间。最后,基于堆积策略对激光熔覆残余应力的影响,采用正交实验法,改变激光熔覆过程中的熔覆路径,讨论了不同熔覆路径下激光能量密度对熔覆表面裂纹分布的影响规律,采用剥层法得到了不同熔覆路径下激光能量密度对激光熔覆试样熔覆层和热影响区残余应力分布的影响机制,建立了激光熔覆能量密度-残余应力-宏观裂纹三者之间的关系链。该论文有图38幅,表7个,参考文献81篇。
刘丽辉[7]（2020）在《基于磁测量的金属构件残余应力检测关键技术研究》文中研究指明残余应力检测是装备关键构件状态评估和寿命预测的重要基础,也是应力调控的前提条件。残余应力产生于产品全寿命周期中,很难预测,其大小和状态随加工和工作条件的不同而存在较大差异。材料中的残余应力会严重影响其强度、硬度、疲劳和稳定性,极端情况下会导致脆性断裂和应力腐蚀开裂。目前,得到行业认可的残余应力检测方法主要是X射线法和中子衍射法。但X射线对人体有一定危害性,并且只能测量表层30 um内的残余应力,如果要测量更深层的应力,则需要对试件进行电化学腐蚀剥层,这会破坏试件。中子衍射法的设备昂贵,操作极其复杂。针对上述问题,本文提出一种“空间周期激励线圈+磁电阻阵列”的残余应力检测方法,从理论建模、传感器设计、反演算法和实验验证等方面展开了深入研究,论文的主要工作和创新点如下:1、阐述了不同金属材料的应力检测机理,建立了电导率/磁导率与应力的关系模型。对非铁磁性材料,从微观角度分析了应力对电导率的影响,基于压阻效应建立了非铁磁性材料应力与电导率的关系模型。对铁磁性材料,基于磁力耦合理论分析了应力对磁畴与磁畴壁的影响,基于磁弹效应（逆磁致伸缩效应）建立了铁磁性材料应力与磁导率的关系模型,为残余应力的检测提供理论指导。2、建立了平面阵列式电磁传感器的理论模型,推导了涡流渗透深度与传感器结构参数和材料物理属性的数学表达式。首先将分层介质上的平面阵列式电磁传感器简化为二维模型,然后从时谐电磁场理论出发,通过引入磁矢位求得传感器在正弦信号激励时的磁场扩散方程。基于磁场扩散方程和涡流趋肤深度的定义,推导得到涡流渗透深度与传感器空间波长、激励电流频率、被测对象磁导率和电导率的关系,为传感器的结构设计提供理论指导。3、针对金属构件内部应力难以检测的问题,提出了一种基于空间周期性激励线圈和磁电阻阵列的应力传感器设计方案,克服了检测灵敏度随深度增加而降低的难题。在涡流检测中,为了增加检测深度,需要降低信号频率;传统检测线圈是通过测量磁场的变化率来获取磁场信息,在低频时输出的感应电压会很微弱,而采用磁电阻作为检测单元直接测量磁场大小可以克服传感器输出信号微弱的问题,从而克服检测灵敏度随深度增加而降低的难题,因此提出了一种基于空间周期性激励线圈和磁电阻阵列的应力传感器设计方案。然后,基于COMSOL有限元仿真,分析了空间周期性激励线圈的磁场分布,优化了激励线圈的空间波长、线宽等参数,并确定了磁电阻的最佳安装位置,实现了传感器的优化设计。研究了传感器激励线圈与检测单元之间的电磁耦合问题,提出了有效的干扰抑制方法,并通过仿真进行了验证。4、针对金属构件内部残余应力反演问题,提出了基于材料分层模型和被测对象等效阻抗的应力分布反演算法,实现了不同深度应力值的精确反演。首先假设被测对象由N个厚度相同的金属薄层组成,推导了被测对象等效阻抗与传感器线圈折合阻抗的关系;然后根据趋肤效应,合理改变工作频率使得涡流的渗透深度以金属薄层的厚度为固定步长增加,采用扫频技术完成材料阻抗特性的测量。通过分析涡流在金属材料内部的衰减规律,建立分层电导率反演模型,根据测量到的材料阻抗特性就可以计算出金属内部不同深度处的电导率。针对反演模型系数矩阵病态问题,提出以应力经验分布作为约束条件的参数估计方法,得到了更精确的解。最后根据电导率与残余应力的对应关系（近似为线性关系）,就可以得到薄层金属内部残余应力的分布。5、搭建了残余应力检测系统,开展了残余应力检测实验,验证了所设计的新型应力传感器和应力分布反演方法的有效性。设计了U型可变应力试块,通过激光冲击强化制备了应力定值试块,基于传感器、前置放大电路和数字锁定放大器搭建了应力检测系统,并开展了程控拉伸实验。实验结果表明所设计的传感器能有效检测出金属构件2 mm深度内的应力变化,沿深度方向的空间分辨率约为0.2 mm,检测分辨率约10 MPa,反演得到的应力分布和X射线衍射测量结果基本一致,验证了所提方法的有效性和正确性。
陈明[8]（2019）在《SAF2507双相不锈钢喷丸强化及其表征研究》文中研究表明SAF2507双相不锈钢因良好的耐腐蚀性能和较高的机械强度,被广泛应用于石油化工和核电领域。喷丸是金属表面形变强化的重要手段之一,通过优化表层组织结构和引入残余压应力场,喷丸可以显着提高材料表面力学性能,因此在工程生产中喷丸技术得到广泛地应用。为提高SAF2507双相不锈钢的表面综合性能,本文对其进行表面喷丸强化处理,同时对喷丸形变层残余应力场、组织结构和力学性能等进行表征研究。传统喷丸后材料表层形成了较高水平的残余压应力。喷丸残余压应力沿深度方向先增加再减小,最后在内部变为拉应力。喷丸强度为0.60 mmA时,奥氏体和铁素体残余压应力最大值位于次表层,分别为-932和-790 MPa。喷丸强度提高,残余压应力值及深度相应提高。相同喷丸条件下,奥氏体残余压应力值要显着高于铁素体,但铁素体压应力层深度要稍大于奥氏体。复合喷丸可以提高材料浅表面残余压应力值,但对压应力层深度影响不大。经0.50+0.20+0.10 mmA强度复合喷丸后,奥氏体和铁素体喷丸表面残余压应力分别达到-1070和-910 MPa。同等喷丸强度下,预应力喷丸能大幅地提高加载方向上表面残余压应力、最大残余压应力和残余压应力深度,但在垂直加载方向上,预应力喷丸对残余压应力的提升不明显。利用有限元方法对SAF2507双相不锈钢进行了多弹丸随机撞击的动态模拟。模拟结果表明,喷丸后Mises等效塑性应变最大值位于材料次表层,因此残余压应力的极大值不是在碰撞表面而是在次表层。喷丸覆盖率增加,表面残余压应力和最大残余压应力值均增加,最大残余压应力对应的深度逐渐向材料表面迁移。弹丸撞击速度增加,材料最大残余压应力及其对应层深、残余压应力层深度均逐渐增加,但表面残余压应力变化不大。研究了喷丸残余应力在高温和循环载荷作用下的松弛行为。结果表明,喷丸残余应力热松弛（600-750℃）主要发生在退火初始阶段,加热温度越高,应力松弛速率越快。奥氏体喷丸残余应力的松弛速率显着高于铁素体。残余应力高温松弛行为可由Zener-Wert-Avrami函数表述,基于该函数,计算得到奥氏体和铁素体喷丸残余应力热松弛激活焓分别为67和62 kJ/mol。在拉-拉循环载荷条件下,喷丸残余应力的松弛主要发生在循环初始阶段,随着循环周次的增加,残余应力的松弛速率逐渐降低,残余应力逐渐趋于稳定。外加应力幅越高,应力松弛越速率越快,残余应力稳定值越小。循环载荷作用下奥氏体喷丸残余应力的稳定性高于铁素体。在300、400和500 MPa应力幅循环30次后,铁素体表面残余应力分别为-498、-281和-16 MPa,相对于初始状态分别松弛了约31.8%,61.5%和97.8%;奥氏体表面残余应力分别为-728、-555和-225 MPa,相对于初始状态分别松弛了约29.3%、46.1%和78.2%。XRD组织结构分析表明,喷丸后材料表层晶块尺寸细化、微观畸变和位错密度显着提高。喷丸表面具有最小晶块尺寸和最大位错密度。喷丸强度为0.50 mmA时,奥氏体和铁素体表面晶块尺寸分别为18和25 nm,表面位错密度分别为2.45×1015和1.32×1015/m2。喷丸过程中两相的塑性变形不均匀,相同喷丸条件下,奥氏体相组织更细化、微观畸变更显着、位错密度值更高。TEM观察结果表明,喷丸变形导致奥氏体向马氏体相变,马氏体优先在奥氏体孪晶交割处形核并长大。铁素体和奥氏体具有不同的塑性变形机制,具有高层错能体心立方结构的铁素体,其塑性变形由位错运动主导;对于低层错能面心立方结构的奥氏体相,其塑性变形由位错运动、孪生和应变诱发马氏体相变共同主导。研究了高温下（600-750℃）SAF2507双相不锈钢喷丸组织结构的演变行为。等温加热过程中喷丸变形层中析出大量s相,喷丸变形加速了s相在高温下的析出动力学。等温退火后,喷丸变形组织晶粒长大、微观畸变和位错密度大幅降低。由于奥氏体塑性变形程度高于铁素体,相同退火条件下,奥氏体再结晶后的晶粒尺寸显着小于铁素体。通过线形回归拟合奥氏体和铁素体的晶界迁移激活能分别为257和220 kJ/mol,微观应变热松弛激活能分别为82.6和76.9 kJ/mol。TEM结果表明应变诱发马氏体在高温环境下具有很高的稳定性。喷丸显着提高了SAF2507双相不锈钢表层硬度和屈服强度。利用原位拉伸X射线应力测试了SAF2507双相不锈钢喷丸表面的屈服强度,结果显示喷丸后铁素体和奥氏体表面屈服强度分别为780和1100 MPa,相比于喷丸前（490和540 MPa）分别提高了59%和104%。喷丸残余压应力以及组织结构优化,包括晶块细化、位错密度等结构缺陷密度增加、奥氏体机械孪晶和形变诱发马氏体相变等,是材料表层硬度和屈服强度提高的重要原因。
武立宏[9]（2019）在《Inconel 625镍基高温合金喷丸强化及其XRD表征》文中指出镍基高温合金广泛应用于核电、石油化工、舰船和航空航天等领域,具有良好的抗腐蚀、抗疲劳和抗高温等性能。喷丸强化技术是材料表面改性的有效手段之一,通过在材料表层引入残余压应力并改善其微观结构从而提高材料的力学性能。由于镍基高温合金零件通常在高温和高载荷下服役,喷丸层残余压应力和微观组织结构在高温和高载荷下会发生松弛和变化,导致材料的疲劳强度和屈服强度降低,因此研究其松弛行为对零件在服役过充中安全使用的影响意义重大。本文对Inconel 625进行喷丸强化处理,研究了不同喷丸工艺下喷丸层残余应力的分布及其在高温和高载荷条件下的稳定性。同时还研究了喷丸层微观结构的变化规律和高温下的回复再结晶行为,最后结合喷丸层力学性能分析,探讨其喷丸强化机制。喷丸层残余应力分布表明,单次喷丸过程中通过提高喷丸强度可显着增加喷丸层表面残余压应力、次表层最大残余压应力和残余压应力影响层深。钢丸0.65 mmA强度喷丸后表面残余压应力和次表层最大残余压应力分别为-751 MPa和-1086 MPa。钢丸0.45 mmA+陶瓷丸0.2 mmA的复合喷丸工艺优化了喷丸层残余应力分布,表面残余压应力和次表层最大残余压应力分别达到-878 MPa和-1114 MPa。预应力喷丸能够在较低的喷丸强度下达到传统高强度喷丸的残余应力分布,但是其残余压应力影响深度较浅。盲孔逐层钻孔法验证了 X射线衍射法测试喷丸层残余应力的准确性。喷丸层残余压应力高温下松弛行为表明,退火温度和退火时间是影响喷丸层残余应力松弛速率的关键因素,其松弛行为主要发生在退火开始阶段。在500℃、600℃和700℃高温下退火15分钟后,喷丸层表面残余压应力由-878 MPa分别快速下降到-487 MPa、-332 MPa和-178 MPa。退火60分钟后,表面残余压应力分别松弛了 70%、81%和86%。次表层最大残余压应力由-1114MPa分别下降到-756MPa、-700 MPa和-523 MPa,仍保留了较高的残余压应力。通过Zener-Wert-Avrami方程计算出镍基合金Inconel 625热松弛指数m为0.4934,松弛激活焓为1.59 eV。喷丸层表面残余压应力在外加静载荷作用下随着载荷的增加在平行于外加载荷方向上缓慢松弛,当外加静载荷达到材料屈服强度（321 MPa）时,松弛速率明显加快。外加循环载荷作用下残余压应力在前5次循环中发生剧烈松弛,之后逐渐趋于稳定,外加的循环载荷越大稳定的残余应力值越小。在150MPa、250MPa和300 MPa外加循环载荷作用下,残余应力经过30次循环之后分别松弛了 20%,45%和75%。外加载荷为350 MPa时,因为该载荷已超过Inconel 625的屈服强度,经过30次循环之后喷丸层表面残余应力几乎完全松弛。利用X射线衍射线形分析方法研究喷丸层微观组织结构的分布规律,结果表明不同工艺喷丸处理后Inconel 625喷丸层晶块尺寸都明显细化,喷丸后其表面晶块尺寸最小,约为50nm。在深度0～150 μm范围内晶块尺寸都不超过100 nm,在相同深度上复合喷丸层晶块尺寸最小。喷丸层表面的显微畸变含量最高,随深度增加逐渐减小,到达350μm处变化不再明显。预应力喷丸能够在较低喷丸强度下达到传统高强度喷丸层的晶块尺寸和显微畸变含量,但其影响层深较浅。喷丸层微观结构分析还表明Inconel 625在高温退火过程中发生了回复与再结晶行为,随着温度和退火时间的增加其晶块尺寸依次增大,显微畸变含量和位错密度逐渐降低。深度0～200 μm范围内晶块尺寸不超过100 nm,并且仍含有较高的显微畸变和位错密度。计算出复合喷丸后Inconel 625的晶界迁移激活能和显微畸变松弛激活能分别为268 kJ/mol和198 kJ/mol。喷丸有效提高了 Inconel 625的显微硬度和屈服强度。复合喷丸后表面显微硬度为581 HV,较喷丸前198 HV提高了约190%。在高温500℃、600℃和700℃退火2小时后分别为550 HV、514 HV和457 HV。微观组织结构在高温环境下未发生显着变化,组织结构强化是显微硬度在退火后仍保持着较高水平的主要原因。原位拉伸X射线法得出喷丸后表面屈服强度为985 MPa,较喷丸前321 MPa提高了约200%。喷丸产生的残余压应力以及微观组织结构优化是是喷丸层显微硬度和屈服强度提高的主要原因。
黎达成[10]（2019）在《强化研磨中喷射压力对轴承钢残余应力场的影响》文中研究指明强化研磨加工是一种新型的表面强化技术,能在工件表面形成残余压应力层,提高工件的抗疲劳强度。强化研磨加工工艺与表面残余应力之间有着密切的关系,目前强化研磨技术的研究中,残余应力场形成机理的研究相对比较薄弱,残余应力的研究不全面,阻碍了该技术的进一步发展。为此,本文结合实验测量与有限元分析,研究强化研磨中残余应力场的形成过程,以及不同喷射压力对残余应力场分布的影响。基于弹塑性力学理论,探讨强化研磨过程中轴承钢的塑性变形过程,推导出残余应力场的理论模型;通过SEM扫描电镜与金相显微镜对显微组织的观察,从组织结构上分析残余应力的形成机理,初步判断残余压应力层的深度。采用ABAQUS软件分别建立单个钢球与多个钢球仿真模型,模拟强化研磨产生残余应力场的过程,验证了理论分析的准确性,并分析了喷射压力对残余应力场的影响。探讨钢球数目对残余应力场的影响,表明了多钢球模型的效果较为理想。探讨显微硬度压痕法测量轴承钢表面残余应力的可行性,用X射线法的测量结果验证压痕法的准确度,表明了显微硬度压痕法可用于初步研究表面残余应力随喷射压力的变化规律。确定了沿深度方向残余应力与显微硬度的内在联系,根据显微硬度值分析沿深度方向残余应力的变化规律。通过实验测量,分析了强化研磨中喷射压力对轴承钢残余应力场的影响,喷射压力在0.30.55Mpa时,残余压应力影响层深度(50逐渐加深,从20μm增加到100μm,表面残余压应力σ快速增大;在0.550.75Mpa时,(50保持不变,σ增加缓慢。喷射压力越大,最大残余压应力σ8)也越大;随着喷射压力的增加,最大残余压应力所处位置从试样表面往深度方向移动,(58)值不断增大。此外,本文通过对比仿真结果与实验结果中残余应力表征值的增加量,验证了有限元仿真模型的可参考性,表明了仿真中残余应力随喷射压力的变化规律与实验规律相一致。
二、采用X射线法测算金属材料内部残余应力的研究（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、采用X射线法测算金属材料内部残余应力的研究（论文提纲范文）
（1）钛合金耐压球壳等效变形试件在梯形载荷下的裂纹扩展性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 引言 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 关于焊接残余应力和变形的研究现状 |
| 1.2.2 关于疲劳寿命预报方法的研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第二章 耐压球壳的材料特性和应力分布特性 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 耐压球壳影响因素 |
| 2.2.1 耐压球壳的备选材料 |
| 2.2.2 耐压球壳的结构形式 |
| 2.2.3 耐压球壳的载荷谱和使用环境特征 |
| 2.3 耐压球壳模型参数确定 |
| 2.3.1 《规范》应力计算方法 |
| 2.3.2 模型参数确定 |
| 2.4 耐压球壳模型应力分布有限元分析 |
| 2.4.1 ABAQUS有限元分析软件简介 |
| 2.4.2 几何模型和材料属性 |
| 2.4.3 网格划分、边界条件及加载情况 |
| 2.4.4 有限元结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 耐压球壳等效变形试件设计及其焊接残余应力分布 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 等效变形试件的设计 |
| 3.3 等效变形试件焊接试验 |
| 3.4 焊板残余应力测试试验 |
| 3.4.1 X射线法和盲孔法的简介及差别 |
| 3.4.2 残余应力的测量 |
| 3.5 等效变形试件焊接过程有限元分析 |
| 3.5.1 SYSWELD软件简介 |
| 3.5.2 有限元计算模型 |
| 3.5.3 热源模型选取及热边界条件设定 |
| 3.5.4 温度场有限元计算结果分析 |
| 3.5.5 应力场有限元计算结果分析 |
| 3.5.6 应力场有限元计算结果有效性验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 钛合金裂纹扩展速率计算模型 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 钛合金蠕变本构模型 |
| 4.3 钛合金纯疲劳裂纹扩展速率模型 |
| 4.4 钛合金裂保载-疲劳纹扩展速率模型 |
| 4.5 两种计算模型的裂纹扩展速率对比分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 等效变形试件疲劳裂纹扩展试验及计算 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 等效变形试件疲劳试验 |
| 5.2.1 试验方案 |
| 5.2.2 试验结果及分析 |
| 5.3 疲劳裂纹扩展速率有限元分析 |
| 5.3.1 软件简介 |
| 5.3.2 静力分析有限元计算 |
| 5.3.3 裂纹扩展分析有限元计算 |
| 5.3.4 计算结果有效性验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 主要研究工作与结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附表一 裂纹E1 试验相关数据 |
| 附表二 裂纹N1、N2、N3 试验相关数据 |
| 致谢 |
| 读硕士学位期间已发表或录用的论文与软件着作权 |
（2）W/2A12复合材料残余应力分布及消减工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题依据 |
| 1.2 残余应力国内外研究现状 |
| 1.2.1 残余应力测试方法 |
| 1.2.2 不同残余应力测试方法的特征比较 |
| 1.2.3 残余应力消减方法 |
| 1.2.4 材料内应力对材料力学性能的影响 |
| 1.3 金属淬火过程表面与介质的换热描述 |
| 1.4 W/2A12复合材料加工工艺 |
| 1.5 研究意义 |
| 1.6 研究目标 |
| 2 材料及研究方法 |
| 2.1 实验路线 |
| 2.2 实验材料 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 末端淬火实验 |
| 2.3.2 热模拟实验 |
| 2.3.3 残余应力表征方法 |
| 2.3.4 力学性能表征方法 |
| 3 W/2A12复合材料宏观热处理应力数值模拟 |
| 3.1 有限元淬火模型 |
| 3.2 W/2A12复合材料淬火介质换热系数 |
| 3.3 W/2A12复合材料变形本构方程 |
| 3.4 有限元模拟的材料参数 |
| 3.5 算例模型验证 |
| 3.6 W/2A12复合材料热处理过程中温度场及残余应力场变化 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 W/2A12复合材料残余应力综合表征方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 裂纹柔度法测试残余应力研究 |
| 4.2.1 裂纹柔度法应力计算过程 |
| 4.2.2 裂纹柔度法不确定度计算 |
| 4.3 有限元模拟与实验测试结果验证 |
| 4.3.1 钻孔法与X射线测试结果对比 |
| 4.3.2 实验测试与模拟结果验证 |
| 4.4 W/2A12复合材料厚板淬火残余应力预测模型研究 |
| 4.4.1 引言 |
| 4.4.2 W/2A12复合材料厚板淬火应力预测模型 |
| 4.4.3 复杂规格构件的淬火-反淬火的应力预测方法研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 W/2A12复合材料宏观残余应力消减工艺研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 提高淬火水温消减时效态W/2A12复合材料残余应力 |
| 5.3 预拉伸消减时效态W/2A12复合材料残余应力 |
| 5.4 反淬火处理消减时效态W/2A12复合材料残余应力 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
（3）机器学习预测铝合金搅拌摩擦焊孔洞缺陷形成及其补焊的仿真（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 铝合金的研究现状 |
| 1.1.1 铝合金的分类 |
| 1.1.2 铝合金的性能介绍 |
| 1.2 搅拌摩擦焊的发展及特点 |
| 1.2.1 搅拌摩擦焊的发展过程 |
| 1.2.2 搅拌摩擦焊的特点 |
| 1.3 铝合金搅拌摩擦焊的研究现状 |
| 1.3.1 铝合金搅拌摩擦焊过程试验及模拟研究现状 |
| 1.3.2 铝合金搅拌摩擦焊焊接缺陷的研究现状 |
| 1.3.3 铝合金搅拌摩擦焊残余应力研究现状 |
| 1.4 机器学习在焊接中应用的研究现状 |
| 1.4.1 机器学习研究现状 |
| 1.4.2 用于分类的机器学习算法 |
| 1.4.3 神经网络和决策树 |
| 1.4.4 随机选择和最佳阈值选择 |
| 1.4.5 机器学习在搅拌摩擦焊中的应用 |
| 1.5 本课题的研究内容及目标 |
| 第2章 搅拌摩擦焊数值分析模型和试验基础 |
| 2.1 搅拌摩擦焊简化模型 |
| 2.1.1 搅拌摩擦焊简化模型的基本假设 |
| 2.1.2 搅拌摩擦焊简化模型的计算方法 |
| 2.2 搅拌摩擦焊稳态过程三维数值模型 |
| 2.2.1 搅拌摩擦焊稳态过程三维数值模型的基本假设 |
| 2.2.2 搅拌摩擦焊稳态过程三维数值模型的边界条件 |
| 2.2.3 搅拌摩擦焊稳态过程三维数值模型的控制方程 |
| 2.2.4 搅拌摩擦焊稳态过程三维数值模型的热量传输计算和材料流动 |
| 2.3 搅拌摩擦焊瞬态过程三维数值模型 |
| 2.3.1 搅拌摩擦焊瞬态过程三维数值模型的热源移动 |
| 2.3.2 搅拌摩擦焊瞬态过程三维数值模型的热量传输计算 |
| 2.3.3 采用搅拌摩擦焊瞬态过程三维数值模型实现多道焊接 |
| 2.4 搅拌摩擦焊残余应力计算模型 |
| 2.4.1 搅拌摩擦焊残余应力计算模型与温度模型之间的关系 |
| 2.4.2 搅拌摩擦焊残余应力计算模型中弹性、塑性和温度应变增量的计算 |
| 2.5 物性参数 |
| 2.5.1 搅拌摩擦焊常用铝合金材料的物性参数 |
| 2.5.2 搅拌摩擦焊常用搅拌头材料的物性参数 |
| 2.6 搅拌摩擦焊数值模型的试验基础 |
| 2.6.1 搅拌摩擦焊试验设备及焊接过程测量 |
| 2.6.2 搅拌摩擦焊焊接接头残余应力测量方法及原理 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 搅拌摩擦焊过程试验测量和数值分析 |
| 3.1 搅拌摩擦焊过程及接头性能试验测量结果分析 |
| 3.1.1 热循环曲线测量结果分析 |
| 3.1.2 压力曲线测量结果分析 |
| 3.1.3 硬度试验结果分析 |
| 3.1.4 金相组织分析 |
| 3.1.5 力学拉伸试验结果分析 |
| 3.2 温度场和速度场数值分析 |
| 3.2.1 温度场分布及其与试验热循环曲线对比 |
| 3.2.2 速度场计算结果分析 |
| 3.3 平面试板和曲面结构件上搅拌摩擦焊接头残余应力分布 |
| 3.3.1 压痕应变法测量残余应力标定试验 |
| 3.3.2 焊缝上残余应力测量结果的误差分析及优化 |
| 3.3.3 平面试板上搅拌摩擦焊接头残余应力分布 |
| 3.3.4 曲面结构件上搅拌摩擦焊接头残余应力分布 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 搅拌摩擦焊孔洞缺陷的形成及搅拌头破坏分析 |
| 4.1 搅拌摩擦焊孔洞缺陷形成分析 |
| 4.1.1 采用机器学习分析孔洞缺陷的形成条件 |
| 4.1.2 机器学习分析孔洞缺陷形成的结论 |
| 4.2 搅拌摩擦焊搅拌头破坏分析 |
| 4.2.1 采用机器学习分析搅拌头的破坏条件 |
| 4.2.2 机器学习分析搅拌头破坏的结论 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 搅拌摩擦焊及其补焊接头残余应力测量与仿真 |
| 5.1 搅拌摩擦焊及其补焊接头残余应力试验测量 |
| 5.1.1 补焊接头残余应力测量结果 |
| 5.1.2 补焊接头残余应力测量结果分析 |
| 5.2 搅拌摩擦焊接头的残余应力计算 |
| 5.2.1 搅拌摩擦焊及其补焊接头残余应力计算结果分析 |
| 5.2.2 搅拌摩擦焊补焊接头残余应力计算结果分析 |
| 5.3 补焊次数对残余应力的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（4）基于力磁耦合的应力测量机理及若干应用研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.3 研究目标 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 研究方法和技术路线 |
| 1.6 主要创新点 |
| 2 铁磁性材料力磁耦合理论分析 |
| 2.1 铁磁性理论 |
| 2.2 力磁耦合机理 |
| 2.3 力-磁-电耦合模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 铁磁材料力磁耦合试验研究 |
| 3.1 试验方案 |
| 3.2 传感器参数优化设计 |
| 3.3 探头的检测电压随励磁时间与退磁次数的变化规律 |
| 3.4 检测电压、相对磁导率随励磁电压与应力的变化规律 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 力电耦合试验与验证 |
| 4.1 带孔平板在均匀拉伸下的应力研究 |
| 4.2 等臂梁的应力测试研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 铁磁性材料中残余奥氏体的检测研究 |
| 5.1 奥氏体含量测量原理 |
| 5.2 奥氏体含量对检测电压、磁导率的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 磁性法测量应力的工程实践 |
| 6.1 载荷应力的磁性测量应用研究 |
| 6.2 残余应力的磁性检测法应用初探 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 主要结论 |
| 7.1 本文主要结论 |
| 7.2 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（5）循环载荷作用下箱型结构梁残余应力演化规律的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 材料特性的研究现状 |
| 1.3 残余应力的研究现状 |
| 1.3.1 残余应力测量技术的研究现状 |
| 1.3.2 计算机模拟残余应力的研究现状 |
| 1.3.3 循环载荷作用下残余应力的研究现状 |
| 1.4 课题来源及研究内容 |
| 第2章 Q235钢非正均值的循环加载特性 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试件制取与试验设备 |
| 2.3 单向拉伸试验研究 |
| 2.4 应力控制模式下循环加载试验研究 |
| 2.4.1 应力均值及加载历史的影响 |
| 2.4.2 应力幅值及加载历史的影响 |
| 2.5 应变控制模式下循环加载试验研究 |
| 2.5.1 应变幅值及加载历史的影响 |
| 2.5.2 应变均值对材料特性的影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 箱梁残余应力演化的数值分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 箱梁残余应力演化的仿真模型 |
| 3.3 箱梁仿真试验加载方案的确定 |
| 3.4 应力控制模式下箱梁残余应力的演化规律 |
| 3.4.1 无加载历史时箱梁残余应力的演化规律 |
| 3.4.2 有加载历史时箱梁残余应力的演化规律 |
| 3.5 不同结构尺寸下箱梁残余应力的演化规律 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 箱梁残余应力演化的实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验系统的构建 |
| 4.2.1 箱型结构梁的制造 |
| 4.2.2 测量系统的构建 |
| 4.2.3 加载系统的搭建 |
| 4.2.4 实验方案的确定 |
| 4.3 实验结果及分析 |
| 4.3.1 数字散斑相关法实验结果及分析 |
| 4.3.2 电测法实验结果及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务和主要成果 |
| 致谢 |
（6）激光熔覆再制造残余应力表征与调控研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 相关技术的国内外研究现状 |
| 1.3 激光熔覆成形过程的残余应力形成及机理 |
| 1.4 激光熔覆成形过程残余应力的调控 |
| 1.5 存在的主要问题 |
| 1.6 课题来源及本文主要研究内容 |
| 2 实验过程与方法 |
| 2.1 激光熔覆实验材料和平台 |
| 2.2 残余应力的测量 |
| 2.3 微观组织及成分分析 |
| 2.4 显微硬度测试 |
| 2.5 电化学腐蚀剥层 |
| 2.6 表面宏观裂纹测试 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 残余应力的表征及修正研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 X射线衍射法测残余应力的表征基础 |
| 3.3 残余应力的表征方法 |
| 3.4 残余应力的修正方法 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 激光能量密度对宏观裂纹及残余应力分布的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验参数的选择 |
| 4.3 激光熔覆宏观形貌分析 |
| 4.4 激光能量密度对表面裂纹的影响 |
| 4.5 残余应力测量及修正后结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 激光能量密度对组织性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验参数的选择 |
| 5.3 激光熔覆层微观组织分析结果 |
| 5.4 显微硬度测试结果 |
| 5.5 激光熔覆层成分分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 激光熔覆路径对残余应力及宏观形貌的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 熔覆路径及参数的选择 |
| 6.3 激光能量密度对熔覆层宏观形貌的影响 |
| 6.4 激光能量密度对熔覆层残余应力的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（7）基于磁测量的金属构件残余应力检测关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 残余应力产生的原理 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.2.3 国外研究现状 |
| 1.3 论文的研究内容及章节的安排 |
| 第二章 残余应力电磁检测机理 |
| 2.1 电磁检测基本理论 |
| 2.1.1 麦克斯韦方程组 |
| 2.1.2 本构关系 |
| 2.1.3 涡流检测原理 |
| 2.2 非铁磁性材料的应力检测机理 |
| 2.2.1 应力对电导率的作用机理 |
| 2.2.2 基于金属应变效应的应力-电导率模型 |
| 2.2.3 基于经验公式的应力-电导率模型 |
| 2.3 铁磁性材料的应力检测机理 |
| 2.3.1 磁力耦合的基础理论 |
| 2.3.2 磁导率与应力关系 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 应力传感器设计 |
| 3.1 分层介质上的平面电磁传感器建模与求解 |
| 3.1.1 平面电磁传感器建模 |
| 3.1.2 磁场扩散方程 |
| 3.1.3 均匀介质层界面间的传递关系 |
| 3.1.4 面电流密度的离散化表示及傅里叶级数展开 |
| 3.1.5 边界条件及线圈约束 |
| 3.2 传感器体系结构设计 |
| 3.2.1 典型平面阵列式电磁传感器 |
| 3.2.2 零偏置平面阵列式传感器 |
| 3.2.3 基于磁敏感元件的单激励电磁传感器 |
| 3.2.4 基于磁敏感元件的双激励电磁传感器 |
| 3.3 传感器激励线圈线宽和空间波长的设计 |
| 3.3.1 空间波长的设计 |
| 3.3.2 直导线激励下渗透深度和标准渗透深度的差异 |
| 3.3.3 激励线宽的设计 |
| 3.4 磁敏感元件选型 |
| 3.5 传感器的抗电磁耦合设计 |
| 3.5.1 传感器的耦合等效电路分析 |
| 3.5.2 仿真分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 应力分布反演研究 |
| 4.1 基于视在电导率的应力分布反演方法研究 |
| 4.1.1 最佳平方逼近原理 |
| 4.1.2 基于正交多项式作最小二乘逼近 |
| 4.1.3 应力检测模型和算法 |
| 4.1.4 仿真分析 |
| 4.2 基于分层模型和等效阻抗的应力分布反演方法研究 |
| 4.2.1 等效阻抗与材料物理属性的关系 |
| 4.2.2 反演模型的建立 |
| 4.2.3 反演模型中的参数估计 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 残余应力检测系统设计及实验 |
| 5.1 残余应力检测系统设计 |
| 5.1.1 检测系统的总体设计 |
| 5.1.2 高稳定高分辨率频率和幅值可调的恒流源设计 |
| 5.1.3 前置放大和信号采集电路设计 |
| 5.1.4 高分辨率信号检测 |
| 5.2 试件制作及其应力分布特征 |
| 5.2.1 定值应力试块的制作 |
| 5.2.2 可变应力试块制作及应力分布特征 |
| 5.3 残余应力检测实验 |
| 5.3.1 传感器抗电磁耦合实验 |
| 5.3.2 拉伸实验 |
| 5.3.3 定值应力试块检测实验 |
| 5.3.4 可变应力试块检测实验 |
| 5.4 本章总结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（8）SAF2507双相不锈钢喷丸强化及其表征研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 双相不锈钢概况 |
| 1.2.1 双相不锈钢发展历史 |
| 1.2.2 双相不锈钢的组织结构 |
| 1.2.3 双相不锈钢的强化方法 |
| 1.3 喷丸强化发展概况 |
| 1.3.1 喷丸强化发展历史 |
| 1.3.2 喷丸强化工艺 |
| 1.3.3 喷丸强化机制 |
| 1.4 喷丸残余应力 |
| 1.4.1 喷丸残余应力场 |
| 1.4.2 残余应力测试方法 |
| 1.5 喷丸形变层组织结构 |
| 1.5.1 喷丸变形组织特征 |
| 1.5.2 喷丸变形组织表征 |
| 1.6 选题意义和研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 材料及实验方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 喷丸处理 |
| 2.2.2 残余应力测量 |
| 2.2.3 喷丸表面形貌表征 |
| 2.2.4 微观组织结构表征 |
| 2.2.5 奥氏体含量测量 |
| 2.2.6 残余应力松弛研究 |
| 2.2.7 喷丸变形组织回复与再结晶研究 |
| 2.2.8 喷丸层力学性能研究 |
| 第三章 SAF2507 双相不锈钢喷丸变形层残余应力研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 双相不锈钢喷丸残余应力 |
| 3.2.1 传统喷丸残余应力 |
| 3.2.2 复合喷丸残余应力 |
| 3.2.3 预应力喷丸残余应力 |
| 3.3 双相不锈钢喷丸微观应力 |
| 3.3.1 双相材料中各类内应力 |
| 3.3.2 双相不锈钢微观应力变化 |
| 3.4 喷丸残余应力松弛行为 |
| 3.4.1 喷丸残余应力的热松弛 |
| 3.4.2 喷丸残余应力的载荷松弛 |
| 3.5 喷丸残余应力场模拟 |
| 3.5.1 模型参数 |
| 3.5.2 单弹丸碰撞模拟 |
| 3.5.3 多弹丸碰撞模拟 |
| 3.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 SAF2507 双相不锈钢喷丸变形层组织结构分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 双相不锈钢喷丸表面特征 |
| 4.2.1 喷丸表面形貌 |
| 4.2.2 喷丸表面粗糙度 |
| 4.3 喷丸变形组织结构 |
| 4.3.1 喷丸表层金相组织形貌 |
| 4.3.2 喷丸表面XRD物相分析 |
| 4.3.3 变形层TEM形貌观察 |
| 4.4 喷丸变形组织XRD线形分析 |
| 4.4.1 X射线衍射半高宽 |
| 4.4.2 Voigt单峰线形分析 |
| 4.4.3 Rietveld全谱拟合分析 |
| 4.5 喷丸组织晶粒细化机制 |
| 4.6 喷丸形变组织回复与再结晶 |
| 4.6.1 退火表面物相分析 |
| 4.6.2 退火表层金相组织形貌 |
| 4.6.3 退火组织XRD线形分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 喷丸层力学性能及强化机制研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 喷丸强化层力学性能 |
| 5.2.1 喷丸表面层显微硬度变化 |
| 5.2.2 退火对喷丸层显微硬度的影响 |
| 5.2.3 喷丸表面屈服强度 |
| 5.3 SAF2507 双相不锈钢喷丸强化机制 |
| 5.3.1 残余压应力强化 |
| 5.3.2 组织结构强化 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 结论与创新 |
| 6.1 本文结论 |
| 6.2 本文创新点 |
| 攻读博士学位期间的学术成果 |
| 致谢 |
（9）Inconel 625镍基高温合金喷丸强化及其XRD表征（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 Inconel625 镍基高温合金概述 |
| 1.2 喷丸强化技术 |
| 1.2.1 发展历程 |
| 1.2.2 传统强化强化工艺 |
| 1.2.3 其他新型喷丸强化技术 |
| 1.3 喷丸强化机制 |
| 1.4 喷丸层残余应力场 |
| 1.4.1 喷丸层残余应力的产生与分布 |
| 1.4.2 喷丸层残余应力的测量 |
| 1.4.3 喷丸层残余应力的松弛 |
| 1.5 喷丸层微观组织结构表征 |
| 1.5.1 XRD线形分析 |
| 1.5.2 Voigt近似函数法 |
| 1.5.3 Rietveld全谱拟合法 |
| 1.6 喷丸层残余应力有限元模拟 |
| 1.7 研究目的和研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 材料及实验方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 喷丸工艺 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 X射线法测量Inconel625 残余应力 |
| 2.3.2 盲孔逐层钻孔法测量Inconel625 残余应力 |
| 2.3.3 X射线衍射线形分析 |
| 2.3.4 残余应力松驰行为研究 |
| 2.3.5 高温下喷丸组织回复再结晶研究 |
| 2.3.6 粗糙度轮廓线测量 |
| 2.3.7 显微硬度测量 |
| 2.3.8 表面形貌测量 |
| 2.3.9 力学性能研究 |
| 第三章 Inconel625 镍基高温合金喷丸层残余应力研究 |
| 3.1 Inconel625 喷丸层残余应力场 |
| 3.1.1 单次喷丸残余应力分布 |
| 3.1.2 复合喷丸残余应力分布 |
| 3.1.3 预应力喷丸残余应力分布 |
| 3.1.4 盲孔逐层钻孔法比对测试 |
| 3.2 喷丸层残余应力场有限元模拟 |
| 3.2.1 喷丸模型 |
| 3.2.2 弹丸速度对喷丸层残余应力场的影响 |
| 3.2.3 复合喷丸层残余应力场 |
| 3.3 Inconel625 喷丸层残余应力松弛行为 |
| 3.3.1 高温下残余应力松弛行为 |
| 3.3.2 外加载荷下残余应力松弛行为 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 Inconel625 镍基高温合金喷丸层微观结构XRD表征 |
| 4.1 喷丸层表面形貌特征 |
| 4.1.1 喷丸层表面形貌 |
| 4.1.2 喷丸层截面金相 |
| 4.1.3 喷丸层表面粗糙度 |
| 4.2 XRD线形分析方法 |
| 4.2.1 喷丸前后XRD图谱 |
| 4.2.2 Voigt近似函数法线形分析 |
| 4.2.3 Rietveld全谱拟合分析 |
| 4.3 喷丸层微观组织结构 |
| 4.3.1 单次喷丸和复合喷丸层微观组织结构 |
| 4.3.2 预应力喷丸层微观结构 |
| 4.3.3 喷丸层X射线衍射峰形宽度 |
| 4.4 退火组织回复与再结晶 |
| 4.4.1 退火组织X射线衍射谱线 |
| 4.4.2 退火组织X射线衍射线形分析 |
| 4.5 本章小节 |
| 参考文献 |
| 第五章 Inconel625 镍基高温合金喷丸层力学性能 |
| 5.1 喷丸层显微硬度 |
| 5.1.1 单次喷丸和复合喷丸层显微硬度 |
| 5.1.2 预应力喷丸层显微硬度 |
| 5.1.3 高温下显微硬度的变化 |
| 5.1.4 X射线衍射峰宽度与显微硬度的关系 |
| 5.2 喷丸层屈服强度 |
| 5.3 喷丸强化机制 |
| 5.3.1 残余应力强化 |
| 5.3.2 微观组织结构强化 |
| 5.4 本章小节 |
| 参考文献 |
| 第六章 结论与创新 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 本文主要创新 |
| 攻读博士学位期间发表论文 |
| 致谢 |
（10）强化研磨中喷射压力对轴承钢残余应力场的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题的研究背景 |
| 1.3 残余应力的形成过程 |
| 1.3.1 残余应力的产生原理 |
| 1.3.2 残余应力分类 |
| 1.3.3 残余应力的测试方法与原理 |
| 1.4 表面强化技术的概述 |
| 1.4.1 传统的喷丸强化技术 |
| 1.4.2 新型喷丸技术 |
| 1.4.3 表面强化技术中残余应力的相关研究 |
| 1.5 强化研磨技术 |
| 1.5.1 强化研磨技术的简介 |
| 1.5.2 强化研磨中残余应力的研究现状 |
| 1.6 研究意义与主要内容 |
| 1.6.1 研究目的与意义 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 第二章 强化研磨残余应力的形成机理 |
| 2.1 强化研磨的理论基础 |
| 2.1.1 碰撞的理论基础 |
| 2.1.2 屈服准则 |
| 2.1.3 强化准则 |
| 2.2 强化研磨中残余应力的理论分析 |
| 2.2.1 轴承钢表层的塑性变形过程 |
| 2.2.2 强化研磨中残余应力的产生机理 |
| 2.3 强化研磨过程的应力分析 |
| 2.3.1 弹性接触阶段 |
| 2.3.2 弹塑性阶段 |
| 2.3.3 回弹阶段 |
| 2.4 强化研磨加工中残余应力场的表征 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 强化研磨中残余应力场的数值模拟与分析 |
| 3.1 有限仿真方法 |
| 3.2 有限元模型的建立 |
| 3.2.1 确定模型的几何尺寸 |
| 3.2.2 定义材料属性 |
| 3.2.3 定义边界条件与接触条件 |
| 3.2.4 定义载荷 |
| 3.2.5 划分网格 |
| 3.2.6 求解 |
| 3.3 结果显示与分析 |
| 3.3.1 等效应力的动态显示 |
| 3.3.2 钢球的动能分析 |
| 3.3.3 沿深度方向的等效塑性应变 |
| 3.3.4 X/Y方向的残余应力 |
| 3.4 有限元分析喷射压力对残余应力场的影响 |
| 3.4.1 喷射压力对等效塑性应变的影响 |
| 3.4.2 不同喷射压力中试样的残余应力场 |
| 3.4.3 X/Y方向残余应力沿深度的分布 |
| 3.4.4 单个钢球模型与多个钢球模型的结果对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 实验方案及检测方法 |
| 4.1 实验方案 |
| 4.1.1 强化研磨加工设备 |
| 4.1.2 实验材料 |
| 4.1.3 强化研磨料 |
| 4.1.4 实验参数的设定 |
| 4.2 显微组织观察 |
| 4.2.1 金相试样制作流程 |
| 4.2.2 金相组织观察 |
| 4.2.3 SEM扫描电镜显微观察 |
| 4.3 显微硬度的测量 |
| 4.3.1 显微硬度仪 |
| 4.3.2 显微硬度的测量原理 |
| 4.3.3 显微硬度测量方案 |
| 4.4 X射线衍射法测量残余应力 |
| 4.4.1 X射线残余应力测量仪 |
| 4.4.2 X射线测量残余应力的原理 |
| 4.4.3 X射线衍射法的测量方案 |
| 4.5 显微硬度压痕法测量残余应力 |
| 4.5.1 显微硬度压痕法的基本原理 |
| 4.5.2 应变硬化指数与强度系数的确定 |
| 4.5.3 压痕面积比的计算 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 喷射压力对残余应力场影响的实验结果与分析 |
| 5.1 显微组织分析残余压应力层 |
| 5.1.1 SEM分析残余压应力的形成本质 |
| 5.1.2 金相组织分析强化层厚度 |
| 5.2 显微硬度压痕法的测量结果 |
| 5.2.1 强化研磨后试样的表面显微硬度 |
| 5.2.2 显微硬度的压痕面积比 |
| 5.2.3 显微硬度压痕法的表面残余应力 |
| 5.3 X射线衍射法的测量结果 |
| 5.3.1 X射线法的表面残余应力 |
| 5.3.2 验证显微硬度压痕法的准确性 |
| 5.3.3 沿深度方向分布的残余应力场 |
| 5.4 沿深度方向残余应力与显微硬度的关系 |
| 5.4.1 试样显微硬度沿深度方向的分布 |
| 5.4.2 分析残余应力与显微硬度的分布规律 |
| 5.5 分析喷射压力对试样残余应力场的影响 |
| 5.5.1 模拟结果与实验结果的对比分析 |
| 5.5.2 表征喷射压力对残余应力场的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
四、采用X射线法测算金属材料内部残余应力的研究（论文参考文献）
- [1]钛合金耐压球壳等效变形试件在梯形载荷下的裂纹扩展性能研究[D]. 杨露. 上海海洋大学, 2021
- [2]W/2A12复合材料残余应力分布及消减工艺研究[D]. 张国松. 北京有色金属研究总院, 2020(08)
- [3]机器学习预测铝合金搅拌摩擦焊孔洞缺陷形成及其补焊的仿真[D]. 杜杨. 天津大学, 2020(01)
- [4]基于力磁耦合的应力测量机理及若干应用研究[D]. 魏明. 中国矿业大学, 2020
- [5]循环载荷作用下箱型结构梁残余应力演化规律的研究[D]. 张荣强. 燕山大学, 2020
- [6]激光熔覆再制造残余应力表征与调控研究[D]. 杨新意. 中国矿业大学, 2020
- [7]基于磁测量的金属构件残余应力检测关键技术研究[D]. 刘丽辉. 国防科技大学, 2020(01)
- [8]SAF2507双相不锈钢喷丸强化及其表征研究[D]. 陈明. 上海交通大学, 2019(06)
- [9]Inconel 625镍基高温合金喷丸强化及其XRD表征[D]. 武立宏. 上海交通大学, 2019(06)
- [10]强化研磨中喷射压力对轴承钢残余应力场的影响[D]. 黎达成. 广州大学, 2019(01)