电击法消除残余应力相关问题的研究

摘要

本论文受到国家自然科学基金“消除残余应力的电击法及其应用基础研究(N0．50675200)”的资助，研究了电击法消除残余应力的若干技术问题。
　　 第一章阐述了本论文的研究背景和意义，介绍了脉冲电流对材料内部微观作用，残余应力测量方法及高功率脉冲技术的国内外研究现状，同时指出了本论文的研究内容和研究方法。
　　 第二章论述了位错运动中的阻力和动力，指出电击法消除残余应力的机理：当动力大于阻力时，位错开通，残余应力得以消除。
　　 第三章首先介绍了盲孔法测量残余应力的原理，然后基于应变释放系数标定原理，采用有限元数值仿真的方法标定了应变释放系数，提出了塑性修正公式，并对该公式进行了验证。
　　 第四章研究了电脉冲发生装置的若干部分：脉冲电源储能装置、脉冲开关、脉冲回路、开关控制电路和脉冲电流测量系统。
　　 第五章进行了电击法消除残余应力的实验研究。电击法处理后，工件内残余应力下降明显，验证了电击法消除残余应力的效果。
　　 第六章总结了本论文的研究成果，同时展望了论文的研究方向。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

1绪论

1.1研究意义

1.1.1残余应力的产生

1.1.2残余应力的危害

1.1.3传统消除残余应力的方法

1.1.4电击法消除残余应力的提出

1.2电脉冲对材料内部微观作用的国内外研究现状

1.3残余应力测量方法的国内外研究现状

1.4高功率电脉冲发生装置的国内外研究现状

1.5论文研究内容及其研究方法

1.5.1论文研究内容

1.5.2论文研究方法

2电击法消除残余应力机理分析

2.1位错的概念

2.2位错的两种模型

2.2.1弹性连续介质模型

2.2.2位错的点阵模型

2.3位错运动的阻力分析

2.3.1位错源阻力

2.3.2点阵阻力

2.3.3位错应力场的阻力

2.3.4位错塞积阻力

2.3.5位错林阻力

2.3.6割阶运动阻力

2.4位错运动的动力分析

2.4.1电子风力

2.4.2瞬时热应力

2.5电击法消除残余应力的机理分析

2.6本章小结

3盲孔法测量残余应力塑性修正问题的研究

3.1盲孔法测量残余应力原理

3.2应变释放系数标定的基本原理

3.3有限元标定应变系数

3.3.1有限元数值仿真简介

3.3.2有限元建模

3.3.3应变释放系数的标定

3.4应变释放系数的塑性修正

3.4.1塑性修正公式的提出

3.4.2塑性修正公式的数值检验

3.4.3塑性修正公式的试验检验

3.5本章小结

4电击法消除残余应力装置的研究

4.1储能元件的选取

4.2脉冲开关的选取

4.3脉冲回路原理分析及设计

4.3.1脉冲回路原理分析

4.3.2脉冲回路设计

4.4控制电路的设计

4.4.1手动控制电路设计

4.4.2控制电路自动化

4.5脉冲电流测量系统

4.6本章小结

5电击法消除残余应力的实验研究

5.1概述

5.2对比试件的制备

5.3试件残余应力测量步骤

5.4电击法消除残余应力的实验结果

5.5试验结果分析

5.6本章小结

6结论和展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

附录 照片资料

作者简历及在学期间所取得的科研成果