铝合金厚板振动时效工艺以及效果的研究

论文摘要

振动时效技术的优点越来越得到人们的青睐。目前,振动时效在黑色金属领域应用较为广泛,然而在有色金属领域的应用研究却很少见到报道。随着有色金属,尤其是铝合金在工程中的广泛应用,这一领域的研究越来越引起人们的重视。本文从振动时效机理研究出发,着重对铝合金厚板的振动时效工艺及效果展开研究,然后进行了振动时效对工件性能影响的探讨,最后用不同厚度的铝合金厚板进行试验研究来验证。1、振动时效的机理分析振动时效机理的研究实质是振动过程中残余应力的消除和均化过程的研究。所以,本文首先对残余应力进行了较全面的分析,然后运用循环载荷下金属材料的应力与应变特性理论从宏观上解释振动时效机理,再运用细观力学方法从微观上对振动时效的机理进行深入的分析,最后提出了振动时效技术的机理。2、振动时效的工艺研究振动时效技术的三大关键工艺参数为:激振力、激振频率、激振时间,最后综合反映到动应力上。本文先对三个关键参数的选取方法进行了探讨,然后结合资料和现场试验提出了关键参数动应力的选择原则,并对动应力的影响因素和分布规律也进行了研究。最后对工件的支承、激振设备的安装和振动时效效果评判也进行了一定的研究。3、振动时效对工件性能影响的研究从理论上分析了振动时效对工件的残余应力、抗变形能力、尺寸稳定性、力学性能和疲劳性能的影响。并进行了振动时效对铝合金厚板尺寸精度稳定性影响的试验研究。4、不同规格的铝合金厚板的试验研究分别对不同尺寸的铝合金厚板进行了试验研究,揭示了铝合金厚板的振动时效工艺。在最后,对本研究进行了总结和展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 振动时效技术研究的意义
• 1.2 振动时效技术发展历史与应用现状
• 1.2.1 振动时效技术发展历史
• 1.2.2 振动时效技术的应用现状
• 1.3 振动时效技术的研究方向
• 1.3.1 振动时效机理的研究
• 1.3.2 振动时效工艺的制定
• 1.3.3 振动时效效果的评价方法
• 1.4 本论文研究的主要内容
• 1.4.1 振动时效机理分析
• 1.4.2 铝合金振动时效的工艺研究
• 1.4.3 振动时效对工件性能的影响
• 1.4.4 铝合金的试验研究
• 1.5 本章小结
• 第二章 振动时效机理分析
• 2.1 残余应力分析
• 2.1.1 残余应力的分类
• 2.1.2 产生残余应力的机理
• 2.1.3 残余应力的影响
• 2.1.4 残余应力的调整
• 2.1.5 残余应力的测量方法
• 2.2 振动时效机理分析
• 2.2.1 循环载荷下金属材料的应力与应变
• 2.2.2 振动时效的宏观机理
• 2.2.3 基于细观力学分析振动时效微观机理
• 2.2.4 振动时效的微观机理
• 2.3 本章小结
• 第三章 振动时效工艺研究
• 3.1 参数确定
• 3.1.1 激振力
• 3.1.2 激振频率
• 3.1.3 激振时间
• 3.1.4 动应力的选择原则
• 3.2 工件的支承和激振设备的安装
• 3.3 振动时效效果评价
• 3.3.1 参数曲线观察法
• 3.3.2 残余应力检测法
• 3.3.3 尺寸精度稳定性的检验
• 3.4 试验程序
• 3.5 本章小结
• 第四章 振动时效对工件性能的影响
• 4.1 振动时效对工件残余应力的影响
• 4.2 振动时效对工件抗变形能力的影响
• 4.3 振动时效对工件尺寸精度稳定性的影响
• 4.3.1 理论分析
• 4.3.2 试验研究
• 4.4 振动时效对金属材料力学性能影响的分析
• 4.4.1 振动时效对材料抗拉强度影响的分析
• 4.4.2 振动时效对材料屈服强度影响的分析
• 4.5 振动时效对材料断裂韧性影响的分析
• 4.6 振动时效对工件疲劳性能影响的分析
• 4.6.1 材料的疲劳行为
• 4.6.2 疲劳微裂纹形成机理
• 4.6.3 振动时效对疲劳性能的影响
• 4.7 本章小结
• 第五章 铝合金厚板振动时效试验研究
• 5.1 7系30mm厚的铝合金短板的振动时效研究
• 5.1.1 试验准备
• 5.1.2 振动时效处理
• 5.1.3 振动时效效果
• 5.1.4 裂纹柔度法研究振动时效前后的铝板内部残余应力
• 5.1.5 振动时效对铝合金厚板疲劳性能的影响
• 5.1.6 此次试验总结
• 5.2 2系40mm厚的铝合金长板的振动时效研究
• 5.2.1 试验准备
• 5.2.2 振动时效处理
• 5.2.3 试验结果及分析
• 5.3 2系30mm厚的铝合金长板的振动时效研究
• 5.3.1 试验准备
• 5.3.2 振动时效处理
• 5.3.3 试验结果及分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间主要的研究成果