离心滚磨光整加工改善钛合金抗疲劳性能的实验研究

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1、万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文3．4．1参数水平的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．263．4．2正交实验设计及实验结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．273．5实验结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．293．5．1正交实验的极差分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯303．5．2正交实验的方差分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯333．5．3验证实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．363．6本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯36第四章滚磨光整加工钛合金残余应力的仿真与实验研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．37

2、4．1残余应力的仿真⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯374．1．1模型的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．384．1．2仿真结果与分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．394．2残余应力测量方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．404．3残余应力的实验研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．414．3．1试样的制备及实验条件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．414．3．2实验设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．414．3．3试验结果与分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．424．3．3．1正交实验的极差分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

3、⋯⋯⋯⋯⋯424．3．3．2正交实验的方差分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯464．3．4验证实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．484．4本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯49第五章滚磨光整加工对钛合金表层组织及抗疲劳性能影响的研究⋯⋯⋯⋯⋯．5l5．1实验条件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．515．2显微硬度的测试及结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．525．3X射线衍射分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．545．4金相组织分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．565．5扫描电镜分析⋯⋯⋯

4、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．575．6疲劳试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯595．7本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯61第六章总结与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．63VIII万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文6．1总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯’⋯⋯⋯⋯⋯．636．2展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．64参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．65致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯71攻读学位期间发表学术论文⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

5、⋯⋯73IX万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文X万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文1．1引言第一章绪论弟一早硒比随着现代科学技术的迅速发展，在机械工业、航空航天等领域，越来越多的现代工业设备被用于高温、高压、高速等复杂场合，其关键零部件在热、力等交变载荷作用下，疲劳破坏问题日益突出。在工业生产中，疲劳和断裂是很多机械零部件和结构件失效的主要原因。据统计，欧洲每年因产品断裂失效造成的经济损失高达800亿欧元，其中95％是由断裂破坏引起的【卜2】，疲劳破坏问题已对航空航天、车辆船舶、石油化工、军事等重要领域或部门造成

6、了巨大的损失。1980年，英国Ekofisk油田的一钻井平台突然倒塌，造成120余人遇难。事后经调查研究表明，钻井平台重要支撑部位的焊缝处产生了裂纹，裂纹在疲劳载荷(主要是波浪力)的反复作用下不断扩展，最终发生整体断裂并引发了事故。1988年，美国航空公司Aloha的一架波音737飞机在飞行过程中，飞机机身从机翼前端到机门之后的整段结构发生了剥离，致使机身几乎折为两段。经过调查分析，导致该事故的原因为机身增压舱某接头处的一排铆钉孔产生了疲劳裂纹，因在裂纹萌生的初期没被检测到，裂纹在经过扩展后互相连接，并很快导致结构的断裂

7、【3】。2002年5月，台湾中华航空公司的一架客机起飞不久后在距离马公约23海里处发生严重事故，导致该航班上19名机组成员和200多名乘客全部遇难。事故发生后，美国国家运输安全委员会联合台湾中科院航材所对飞机的大部分残骸做了回收并进行调查研究，研究结果发现，造成此次空难的原因依然是金属疲劳问题。2007年11月，美国的一某种型号的战斗机在进行飞行演练时整个机身几乎断裂，事后经过调查分析，事故原因为飞机的重要承载结构桁梁在重复载荷作用下产生了疲劳f4】。诸如此类，即便在科技如此发达的今天，因金属疲劳破坏导致的灾难性事故也时

8、有发生，由此可以看出疲劳破坏的严重性。疲劳断裂是导致航空航天等领域发生重大事故的主要原因之一。现代科学技术的变化日新月异，在高温、高压、高速等复杂环境下使用的工业设备越来越多，在这种情况下，零部件产品面临着更为严重的疲劳破坏威胁，】万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文对零部件产品抗疲劳性能的要求也越来越高。抗疲劳制