金屬構(gòu)件電磁熱裂紋止裂微觀組織及殘余應(yīng)力研究.pdf

1、電磁熱止裂是一個(gè)新興的研究課題，通過(guò)在特定方向上向含有裂紋的導(dǎo)電體通入瞬間強(qiáng)脈沖電流的方法達(dá)到止裂的目的，該方法對(duì)一些工程問題具有現(xiàn)實(shí)適用性和有效性，因此備受關(guān)注。但對(duì)于該技術(shù)在國(guó)內(nèi)外均缺少系統(tǒng)的研究。
　　本文正是以上述為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合理論分析、實(shí)驗(yàn)研究、超聲波檢測(cè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算開展研究工作，所得結(jié)論可以為工程實(shí)際問題的解決提供指導(dǎo)。本文的研究?jī)?nèi)容如下：
　　(1)采用復(fù)變函數(shù)方法，建立了金屬構(gòu)件電磁熱效應(yīng)止裂的理論分析

2、模型，并以算例的形式給出裂尖附近熱源功率和溫度場(chǎng)。
　　(2)通過(guò)自制ZL-2超強(qiáng)脈沖電流放電裝置，對(duì)帶有裂紋的金屬構(gòu)件進(jìn)行了電磁熱止裂的實(shí)驗(yàn)研究；通過(guò)金相顯微鏡和掃描電鏡分析了裂紋尖端周圍強(qiáng)度、韌性和硬度均高于基體的白亮層微觀組織結(jié)構(gòu)，闡明了其遏制裂紋擴(kuò)展的微觀本質(zhì)；并首次使用 WDW3100微機(jī)控制電子式萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)對(duì)試件進(jìn)行止裂前后機(jī)械抗拉強(qiáng)度性能測(cè)試，研究其止裂后試件的力學(xué)性能。
　　(3)首次把超聲波檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于電

3、磁熱止裂技術(shù)，應(yīng)用對(duì)比測(cè)試方法測(cè)試脈沖放電電磁熱止裂前后裂紋尖端處的殘余應(yīng)力變化情況。
　　(4)采用電、熱和機(jī)械場(chǎng)三場(chǎng)順次耦合的有限元分析方法模擬了金屬構(gòu)件中電磁熱裂紋止裂的電流—溫度—力的演變過(guò)程；具體計(jì)算了帶有單邊裂紋和空間裂紋的金屬構(gòu)件電磁熱止裂的溫度場(chǎng)和殘余應(yīng)力場(chǎng)，數(shù)值模擬分析結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合。
　　這樣，通過(guò)理論計(jì)算、實(shí)驗(yàn)分析、數(shù)值模擬三方面驗(yàn)證了電磁熱止裂技術(shù)的現(xiàn)實(shí)可行性，尤其對(duì)于鋁合金電磁熱裂紋止裂研究，為