az31b镁合金疲劳过程中产热分析及性能预测

《az31b镁合金疲劳过程中产热分析及性能预测》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、声明尸l刃本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：碾仔付日期：加，歹、纠’关于学位论文使用权的说明本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交论文的原件与复印；②学校可以采用影印、缩印或其它复制并保存学位论文：③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的

2、，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容(保密学位论文在解密后遵守此规定)。签名：缘侈侈导师签名：弓莨考4宦日期：纱，互p∥矽日期：Ⅺl；、6．夕太原理工大学硕士研究生学位论文AZ31B镁合金疲劳过程中的产热分析及性能预测摘要镁合金具有低密度、比强度、比刚度高，易回收等一系列的优点，被广泛应用于航空航天、轨道交通和3C产品，是继钢铁材料和铝合金之后发展起来的第三大材料，被称为“21世纪的绿色工程结构材料”。疲劳失效是工程构件失效的主要形式，在疲劳过程中，由于内部微观缺陷的演化，产生塑性变形，伴随有能量耗散，试样有温度变

3、化。本文利用In触Tec红外热像仪对Az3lB镁合金板材在疲劳过程中表面温度变化进行监测，探究疲劳过程中试样表面温度变化规律及产热机理；对疲劳过程不同阶段的试样进行拉伸测试，进行力学性能分析，探究引起温度变化的原因；并利用热力学方程对试样疲劳过程中的产热进行定量计算；应用疲劳过程中试样表面的温度变化规律进行疲劳强度预测，基于能量法，提出了镁合金剩余寿命的计算方法。红外热图像分析结果显示：在恒定载荷加载过程中，加载应力高于疲劳强度时，试样表面最高点温度变化经历5个阶段：初始温升阶段、温度下降阶段、温度稳定阶段、快速升温阶段和断后自然冷却阶段，宏

4、观裂纹在温度稳定阶段的后期生成；加载应力低于疲劳强度时，试样表面温度不会经历明显变化。热弹性效应、非弹性效应，热传导效应是影响温度变化的主要因素，共同作用于整个疲劳过程中：当胆0．1时，热弹性效应会造成温度下降，下降幅度较小；非弹性效应造成温度升高，是试样温度升高的主要因素，热传导效应使得温度场温度分布趋于均匀。通过对不同循环次数的试样进行拉伸测试，得到不同谐振次数下的应力一应变曲线，结果显示：在疲劳初始过程中，试样经历加工硬化，随着进一步加载，会发生加工软化，加工硬化与加工软化与温度变化趋势相同。用理论方法和直线拟合法分别计算了在静载过程中

5、镁合金热弹性效应的定太原理工大学硕士研究生学位论文量表达式为△丁=-4．1×10-3仃和△r=-4．3×10-3盯。应用能量法得到决定该种镁合金试样疲劳寿命的特征参量西为1．48x106(℃．m弓)，根据疲劳过程中试样表面温度变化的规律，提出了镁合金剩余寿命的计算公式，并利用温度数据进行寿命预测，绘制了蹦曲线，与传统试验方法得到的．洲曲线相比，取得很好的一致性。论文中分别用热像法、能量法预测了镁合金循环次数为1×107下的疲劳强度△听M=102．3MPa，△盯矿99．3MPa，结果显示，这两种方法可以快速准确的确定材料的疲劳强度，与传统试验方

6、法得到的疲劳强度(△删9．8Ⅷa)相比，误差分别为1．5％、0．5％。关键词：镁合金，红外热成像技术，能量耗散，拉伸试验，洲曲线，疲劳强度IIHEATPRODUCTIONANALYSISOFAZ31B凇GNESIUMALLOYDI瓜INGFATIGUEANDPROPERTIESPREDICTl0NABS。I‘RAC‘工。Duetoan啪berofadVantageouspropeniessuchaslowdens吼11i曲specificstrengm，hi曲specincrigidi吼easyrecoVeⅨetc，maglleslumalJ

7、0yscanbewidelyusedinaerospace，railway，3Cproduct，andbecomethetbjrd姒ofmaterialafcersteelmaterialaIlda1唧i11i啪a110y．Magnesiumalloysarecalledgreenengine积ngmaterialsof龇21thcentu阱Fatiguefailureisam旬orfailuremodeinengineeringcomponents·In也efatigueprocess，evolunonofintemalmicro·defe

8、ctscauseplaSticdef．0衄ationaccompaniedwimene玛ydissip撕on，metemper咖reofSpecⅡnenwlUcha