圆盘式定载荷全息材料试验机及定载荷试验研究

论文摘要

本论文是宋玉泉教授关于塑性与超塑性总体研究的一个组成部分。根据宋玉泉教授提出的基本思路:1)塑性与超塑性的变形力学规律与变形路径有关;2)材料在载荷作用下的机械性能和变形规律与使用工况和成形工艺的关系非常密切;3)以现有电子万能材料试验机在定载荷条件下无法消除闭环反馈引起的载荷波动对结构敏感性材料的不良影响等,而利用砝码静重直接加载的杠杆式定载荷全息材料试验机虽然可以克服电子万能材料试验机的不足,但是也存在一些例如施加载荷的间隔大、砝码在下落过程中在水平方向产生偏移从而增加了试验机的结构和控制的复杂性等缺点,本文就是针对杠杆式定载荷全息材料试验机的不足,设计了圆盘式定载荷全息材料试验机。这种试验机适于研究常规塑性和超塑性材料在载荷作用下的机械性能和力学规律,它具有杠杆式定载荷全息材料试验机的所有功能,同时弥补了杠杆式定载荷全息材料试验机存在的不足。本文针对典型超塑性合金Zn-5%Al 和镁合金AZ31 作了定载荷拉伸试验,并对试验结果进行全信息处理,即求得材料在定载荷拉伸变形条件下m 值和n 值的变化规律。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 试验机概述
• 1.2 试验机的发展历程
• 1.2.1 最初的试验机
• 1.2.2 机械式试验机
• 1.2.3 液压式试验机
• 1.2.4 电子万能试验机
• 1.2.5 微机控制试验机
• 1.3 试验机的现状
• 1.3.1 当代试验机的组成和特点
• 1.3.2 当代试验机的分类、功能
• 1.4 试验机的发展趋势
• 1.4.1 影响试验机发展的因素
• 1.4.2 未来试验机发展趋势展望
• 1.5 材料试验技术与材料超塑性力学理论进展的关系
• 1.6 课题背景及研究内容
• 1.6.1 论文的提出
• 1.6.2 论文的组织路线
• 1.6.3 论文的主要内容
• 第二章 圆盘式定载荷全息材料试验机设计的可行性研究
• 2.1 引言
• 2.2 目前定载荷试验设备的实现原理及存在的不足
• 2.2.1 电子万能材料试验机
• 2.2.2 杠杆式定载荷材料试验机
• 2.3 圆盘式定载荷全息材料试验机设计的可行性和必要性
• 2.3.1 圆盘式定载荷全息材料试验机的技术依据
• 2.3.2 技术依据的可行性和必要性
• 2.4 本章小结
• 第三章 圆盘式定载荷全息材料试验机的设计
• 3.1 引言
• 3.2 结构组成
• 3.3 机械部分总体设计
• 3.3.1 方案一
• 3.3.2 方案二
• 3.4 主要零部件的设计方案
• 3.4.1 圆盘和钢丝绳
• 3.4.2 圆盘转轴
• 3.4.3 滑轮
• 3.4.4 砝码
• 3.4.5 丝杠和螺母滑块
• 3.4.6 轴承及轴承座
• 3.4.7 电机的选用
• 3.4.8 同步带传动
• 3.4.9 直线运动导轨
• 3.4.10 直线导轨连接块
• 3.4.11 隔热装置
• 3.4.12 位移测量装置
• 3.5 系统控制部分
• 3.5.1 加载控制系统和试验跟踪系统
• 3.5.2 数据采集系统
• 3.5.3 试验结束判断系统
• 3.6 试验过程
• 3.7 精度分析
• 3.8 小结
• 第四章 定载荷拉伸力学解析及试验研究
• 4.1 力学参数n、m 和τ的试验测量理论
• 4.1.1 应变硬化指数n
• 4.1.2 应变速率敏感性指数m
• 4.1.3 应力松弛指数τ
• 4.2 定载荷拉伸试验
• 4.2.1 Zn-5% Al 共晶合金定载荷拉伸试验
• 4.2.2 AZ31 镁合金定载荷拉伸试验
• 4.3 应力松弛试验
• 4.4 试验结果分析
• 4.4.1 Zn-5% Al 在室温下的试验结果分析
• 4.4.2 Zn-5% Al 在340℃下的试验结果分析
• 4.4.3 AZ31 镁合金在500℃下的试验结果分析
• 4.4.4 应力松弛试验结果分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 全文总结
• 参考文献
• 摘要
• Abstract
• 致谢
• 导师及作者简介