一、浅谈热处理过程的残余应力（论文文献综述）
蒋文春,罗云,万娱,金强,张显程,涂善东[1]（2021）在《焊接残余应力计算、测试与调控的研究进展》文中认为随着全球能源结构调整及能源利用效率的提高,石化、核电等承压设备日益朝着大型化方向发展,焊接作为一种传统连接工艺,依然是大型承压设备制造的关键技术。然而,焊接不可避免带来残余应力,是引发应力腐蚀、疲劳、断裂等失效的主要原因之一,对承压设备结构完整性及安全服役产生重要影响。因此,有效调控焊接残余应力是保障大型承压设备结构完整性的关键。而焊接残余应力作为一种"看不见、摸不着"的天生缺陷,其精准的计算方法和可靠的测试手段亦是实现其科学有效调控的基础。基于国内外研究成果以及笔者研究团队的研究工作,系统总结了近半个世纪以来在焊接残余应力计算、测试及调控等方面所取得的研究进展,分析工艺、材料与结构仿真三位一体的焊接残余应力集成计算方法研究现状,详细梳理各类焊接残余应力测试方法,总结其优缺点,而后对残余应力调控方法进行分类阐述,重点阐述了最近新出现的残余应力调控方法,并展望发展趋势。
张澐龙[2]（2021）在《铝锂合金蒙皮桁条T型结构激光焊接特性和压缩屈曲行为研究》文中提出轻量化结构设计与制造技术是未来民用飞机实现绿色、高效、节能、减排、减重的核心支撑技术。欧洲空客公司成功实现了激光焊接铝合金蒙皮桁条结构替代传统的铆接结构在飞机机身上的应用,取得了减重10%-20%、刚度增加15%-20%的效果。我国国产大型客机也提出了采用高比强度铝锂合金的蒙皮桁条结构激光焊接应用的需求,亟需解决铝锂合金蒙皮桁条结构的焊缝成形、接头软化、焊接变形和结构力学性能等关键问题。针对国产大飞机项目对双侧激光同步焊接铝锂合金蒙皮桁条结构开展相关研究工作的迫切需求,在本人硕士期间开展焊丝选型、工艺参数优化、焊缝成形、未熔合和气孔缺陷控制、组织和性能等方面研究的基础上,本文补充研究光束间距和点固工艺对焊缝成形的影响,研究点固工艺对焊接变形的影响;通过焊接试验研究焊接顺序和工装夹具对蒙皮桁条结构焊接变形的影响规律;研究不同焊后热处理工艺对接头组织的强化机理。在此基础上,对蒙皮桁条结构典型件进行激光焊接制造;鉴于该激光焊接蒙皮桁条结构未来应用于前机身和中后机身的下机身壁板,主要承载压缩和剪切载荷,本文结合试验和有限元模型,研究蒙皮桁条结构典型件在压缩载荷下的屈曲行为,并通过电测和光测试验数据验证有限元模型的合理性;经有限元非线性理想化误差分析研究各误差源对压缩屈曲行为的影响,并在此基础上建立横截面积相等的典型结构的有限元模型,对比激光焊接结构与铆接结构、搅拌摩擦焊接结构的压缩性能差异。通过工艺试验研究发现,光束间距和点固焊接工艺直接影响焊缝横截面成形的对称性和内部组织的均匀性,继而影响接头的横向拉伸强度。在连续焊接之前,采用合理的点固焊接工艺可以有效控制焊接变形,当点固焊接线能量较小时,角变形降低64%,挠曲变形降低89%,但由于组织的不均匀性导致接头横向拉伸强度降低40MPa-60MPa。为了提高接头强度,制定了不同时效时间的固溶+时效和时效两种焊后热处理工艺,结果表明,随时效时间的增加,采用固溶+时效热处理,强度逐渐增大,延伸率逐渐减小;采用时效热处理,强度先增大后减小,延伸率均小于1%。对于T3母材,时效165℃×20h或30h时,接头强度与AA2060-T8母材相当,但延伸率小于1%;对于T8母材,固溶+时效165℃×20h热处理时,接头强度与AA2060-T8母材相当,延伸率提高到2.7%。进一步探讨两种焊后热处理对焊缝组织的强化机理。固溶+时效热处理的焊缝中Cu元素固溶到基体中,晶界上的脆性θ相大量消失,并生成增强强度和韧性的T1相和δ’相,同时T相球化导致应力集中程度降低、增加晶间结合强度使得接头强度提高,强化机制为固溶强化和第二相强化;AA热处理的焊缝中产生增强强度的δ’相,而未生成增加韧性的T1相,晶界强化相中Cu含量增大,原有的晶界θ相更加连续使接头强度提高,强化机制为晶界强化和第二相强化。在解决焊接接头强化、焊接变形控制的基础上,研究铝锂合金激光焊接典型件的压缩屈曲行为。与实际壁板结构相比,典型结构虽然尺寸较小且实际承载能力不及实际壁板结构,但是其所反映的压缩屈曲行为特征仍可作为实际壁板结构的理论参考。结果显示,典型件的失效模式为整体变形失稳而不能继续承载引起的失稳失效,最终破坏形式包括蒙皮的局部屈曲、桁条的弯曲失稳和部分焊缝的连续断裂。典型件在达到初始屈曲载荷时,蒙皮上的应变表现出应变分叉现象,蒙皮的面外位移表现出不同数量的半波形式;在达到失效载荷时,桁条A的翼缘存在沿Y轴负方向的较大面外位移。从有限元模型提取相关数据,与试验值基本吻合,验证模型的合理性。对上述有限元模型进行非线性理想化误差分析,获得误差较小的有限元模型的控制方法。边界条件和加载方式直接影响典型件的偏心加载情况,是影响典型件压缩强度和失效模式的主要因素;通过焊后热处理提高焊缝强度,对典型件压缩性能无影响;本征模缺陷影响典型件的屈曲模态,具有一定尺寸的几何缺陷和残余应力可以提高典型件的失效载荷,随着几何缺陷尺寸的增大或拉伸残余应力峰值的降低,失效载荷逐渐增大。建立横截面积相等的有限元模型并参数优化,对比相同横截面积的Z型桁条铆接结构、Z型桁条搅拌摩擦焊接结构和L型桁条激光焊接结构,三者的压缩失效载荷较接近,相比于焊接因素,结构因素对压缩失效载荷的影响更大。
韩阿润[3]（2021）在《TC4钛合金薄壁焊件局部感应热处理的计算模拟与应力调控》文中提出TC4钛合金凭借密度小、比强度高和良好的耐腐蚀性能等优点广泛应用于诸多领域。但由于钛合金本身热导率低、熔点高、弹性模量低,加之钛合金在焊接过程中熔池与母材存在巨大的温差,导致钛合金焊接件不可避免地存在较大的残余应力和一定的整体变形。针对上述问题,本文以TC4钛合金薄壁件为研究对象,采用有限元仿真结合实验的研究手段,探究局部感应热处理工艺对钛合金焊件残余应力与变形的影响规律,从而实现对焊件残余应力的调控,减少薄壁件变形。建立了钛合金薄板的有限元模型,模拟激光焊接过程中温度场、应力场和变形场的分布与变化情况。仿真结果表明,激光焊接过程中热源温度场呈椭球状分布,焊后最大纵向应力可达780MPa,焊后薄板垂直焊缝方向上的变形约为0.2mm,变形程度为0.67%,沿焊缝方向,焊后薄板呈面向热源的U型翘曲变形,翘曲变形约为0.12mm,变形程度为0.12%。创建了电磁感应局部热处理的有限元数学模型。通过COMSOL有限元仿真软件创建了TC4钛合金薄壁件、线圈、导磁体及空气的有限元模型,运用电磁-热耦合方法计算钛合金薄壁件加热后的温度场,采用数学函数模拟热源模型替代三维线圈运动,拟合的热源温度分布曲线与线圈感应加热的电磁热温度分布曲线在距热源中心0.02m的范围内基本吻合。通过ANSYS软件利用该拟合热源模型模拟焊后在650℃、750℃和850℃下局部加热不同往复次数的温度场、应力场和变形场的分布与变化情况。仿真结果表明,850℃三次及以上局部往复热处理去应力效果最好,可将焊后残余应力消除36%;局部热处理后的冷却过程中,由于母材阻碍加热区域的冷却收缩,焊缝区会发生应力回弹,产生较高的拉应力;热处理调控变形的最优温度为750℃,往复次数为九次往复,该工艺热处理后薄板垂直焊缝方向的翘曲变形基本为零,沿焊缝方向的翘曲变形量为0.2mm左右,变形程度为0.2%。将纵向应力实测结果与仿真结果进行对比分析,发现仿真结果与实测结果在焊缝区基本吻合。实验结果表明,局部热处理后工件焊缝中心的残余应力大小与初始应力无关,与热处理温度相关;热处理温度越高,残余应力释放越完全,相同温度下增加热处理往复次数可进一步释放应力,当往复加热次数达到三次后,继续增加往复次数则应力不会继续下降;金相观测结果表明,在850℃以下对焊件进行局部感应热处理几乎不改变钛合金焊接件焊缝区的组织形貌;应力腐蚀行为测试结果表明,随着热处理温度提高,焊接件应力腐蚀敏感指数逐渐下降,耐应力腐蚀性能逐渐提高。
苏豪[4]（2021）在《TC11钛合金表面超声温滚压强化技术及机理研究》文中指出钛合金比强度高,热稳定性好,被广泛应用于航空航天、医药、电力等诸多工程领域。然而,作为典型的高强合金材料,钛合金对各种表面缺陷,如表面微观裂纹,切削刀痕等,具有很高的敏感性,容易导致工程零部件服役过程中过早疲劳失效。因此,高端装备的零部件对最终成形表面完整性提出了更高要求。基于超声滚压（Ultrasonic rolling burnishing,URB）工艺研究提出了超声温滚压耦合热处理技术（Ultrasonic warm rolling coupled heat treatment,URB/HT）,用以实现钛合金材料表面强化。采用理论分析、有限元计算、实验研究等方法,在超声温滚压耦合热处理技术及装备、超声温滚压耦合热处理强化对材料内部应力应变场的影响、超声温滚压耦合热处理强化对材料表面完整性的影响、以及超声温滚压耦合热处理强化对材料耐腐蚀和抗疲劳性能的影响四个方面展开研究工作,得出了相关研究结论。主要研究内容和结论包括:（1）分析了超声滚压强化材料应力场。基于接触力学理论,对单次振动冲击下的材料应力应变进行理论分析,建立了超声滚压覆盖率为100%时残余压应力计算模型。基于有限元分析方法,建立了微观的超声滚压加工TC11有限元模型,通过实验数据对比验证了模型正确性。综合应力计算模型和有限元模型,从理论和有限元分析两个方面,分析了外部超声激励对残余应力应变的作用机制,进而明确了中温环境对超声滚压瞬时应力应变分布的影响。（2）研究了超声滚压与超声温滚压耦合热处理强化加工对TC11合金表面完整性的影响机制。以表面微观形貌、晶粒尺寸、粗糙度、显微硬度、残余应力作为表面完整性特征参数,对不同工艺加工条件下的试样进行对比实验研究。结果表明,超声滚压和超声温滚压耦合热处理都对材料产生不同程度的表面强化效果。与常温滚压相比,超声温滚压耦合热处理产生的表面改性层更厚,表面晶粒细化效果明显增强。超声滚压和超声温滚压耦合热处理加工试样表面粗糙度均显着降低。然而,与超声滚压比较,超声温滚压耦合热处理可在更小的静载荷作用下达到相同的粗糙度指标。比如,120N静载荷下,超声滚压表面粗糙度为179nm,而达到相同的粗糙度,超声温滚压耦合热处理仅需要40N静载荷,这对薄壁零件的表面强化具有意义。此外,超声温滚压耦合热处理在硬度提升和均匀性、压应力引入方面都表现出更好的工艺效果。综上所述,归因于超声振动“声塑性”和“温塑性”协同作用,使材料更容易发生塑性变形,超声温滚压耦合热处理试样具备更优良的表面改性效果,可获得更好的表面完整性。（3）实验对比研究了超声滚压和超声温滚压耦合热处理对钛合金耐腐蚀性能和抗疲劳性能的影响。进行电化学腐蚀实验对比研究材料耐蚀性,发现超声滚压工艺与超声温滚压耦合热处理工艺试样的耐蚀性均得到了不同程度的提高,并且超声温滚压耦合热处理试样提升更为显着。对于抗腐蚀性能提高归因于滚压强化对材料表面晶粒细化,诱导生成残余压应力以及表面粗糙度降低;除超声温滚压耦合热处理试样表面改性更显着外,中温环境促进氧化层生成也是超声温滚压耦合热处理试样耐蚀性更显着提升的原因。疲劳实验结果证明,超声滚压和超声温滚压耦合热处理试样疲劳断裂载荷循环次数分别为6.3×105和1.2×106,相对于精磨试样分别提升了16倍和31倍。试样抗疲劳性能的提升主要归因于表面强化过程中生成晶粒细化层,提升表面硬度和表面光洁度,诱导生成残余压应力层等方式的综合作用,即好的表面完整性显着增强零部件服役性能。与超声滚压相比,超声温滚压耦合热处理加工试样具有更优异的表面完整性,呈现出更优良的抗疲劳性能。
范庆辰[5]（2021）在《深潜器耐压球壳焊接残余应力消除数值模拟研究》文中研究指明随着世界各地经济的飞速发展以及工业制造技术水平的腾飞,各国对资源的需求量与消耗量日益增多,反而陆地上的可利用资源日益减少,已经产生了不能满足21世纪社会飞速发展需要的趋势,从而迫使各国将目光从陆地资源转移到了海洋资源。为了满足深海资源开采的需求,必须依靠先进的作业装备,其中就包括载人潜水器深海。潜水装置的主要组成部分是耐压球壳,耐压球壳作用是承载水下压力,确保深海水下工作人员的生命安全,当深海潜水器需要长期在800m以下的深水中工作时,普遍选用钛合金为金属材料,结构形状为球形,这是由于钛合金的密度小,同体积重量轻、强度高且韧性好,特别是在海洋环境中工作的结构,钛合金材料具有良好的抗腐蚀性、低导电导热性能够延长结构的使用寿命。综合近年来大量研究实验结果显示,疲劳断裂是造成船舶、航空航天以及潜水器等金属结构产生破坏的关键因素。而且断裂的位置大多数在焊接应力集中的区域,这是由于焊接产生的焊接残余应力会造成材料的局部塑性变形。在交变载荷以及外载荷的相互作用下,焊件高应力的区域就可能会生成疲劳裂纹,并逐渐扩大导致结构发生断裂。因此为了确保了水下工作人员的生命安全和潜水器工作设备的正常运行,分析耐压球壳焊接残余应力分布规律及消除尤为重要。首先,建立TC4钛合金平板,利用Fortran编写DFLUX复合热源子程序,采用ABAQUS有限元仿真软件对TC4钛合金平板进行电子束焊接数值模拟分析,其中应用新型复合热源模拟焊接热源,通过数值模拟得到焊接残余应力数值与实验数进行对比,证明热源模型选择的准确性。其次,建立耐压球壳有限元模型,对耐压球壳电子束焊接残余应力进行数值模拟分析,计算分析得到焊接残余应力场,并与其他文献中的结果进行对比分析,证明了模型建立的准确性。最后,应用外压法,热处理法等方式对耐压球壳焊接残余应力进行消除,结果表明,随着外压载荷的不断增大,焊接残余应力能够得到更好的释放,消除效果越好;不同的热处理工艺参数,对残余应力的消除效果不同。
林孝彩[6]（2021）在《残余应力及载荷模式对系泊链环应力分布影响》文中研究指明长期处于恶劣海洋环境中的系泊链环在风、浪、流的共同作用下,不仅会受到浮式平台往复运动产生的轴向拉伸载荷作用,还会受到平面外弯曲和扭转等复杂载荷作用。链环在某些关键位置的应力可能超出原有设计强度而发生破坏,导致系泊系统失效,进而使整个海洋平台的安全受到威胁。系泊链环生产过程的热处理工艺及试验载荷加载都会产生残余应力,进一步影响链环服役时的应力特性和安全性能。因此,在考虑残余应力的前提下,对链环进行不同载荷模式下的应力分析具有重要意义。本文旨在通过数值模拟得到系泊链环热处理过程及试验载荷产生的残余应力,在此基础上对链环不同载荷模式下的应力分布和接触特性进行分析,以研究不同角度平面外弯曲及扭转载荷作用下链环应力的差异性,以及不同来源的残余应力对链环应力的影响。基于上述研究目标,首先,借助有限元软件Ansys Workbench 18.2建立R4级76mm无挡链环有限元模型。采用间接法模拟热处理过程残余应力,发现链环外部表现为压应力,内部则表现为拉应力。依据DNV规范施加试验载荷,发现在链环接触区域边缘和截面中线位置存在较大的拉伸残余应力,肩部区域和冠部区域存在较大的压缩残余应力。然后,分别建立不考虑残余应力,仅考虑试验载荷残余应力以及同时考虑热处理及试验载荷残余应力三种有限元模型,研究不同来源残余应力对轴向拉伸载荷作用下链环应力分布的影响。结果表明,热处理及试验载荷产生的残余应力在链环容易发生破坏的关键位置对应力分布具有显着影响。最后,分析三种模型在不同角度平面外弯曲及扭转载荷作用下应力分布、接触状态和疲劳寿命的差异。结果表明,三种模型等效应力在小角度平面外弯曲作用时近似相同,但比只有轴向拉伸载荷作用时偏大。链环远离弯曲方向一侧肩部区域的等效应力随弯曲角度增加而增大,另一侧肩部区域变化趋势相反。三种模型的等效应力随扭转角度增加而增大,原因在于随着扭转角度的增加,链环的接触状态逐渐由黏着转变为滑移。通过对比同一载荷特定角度下的链环应力特性,发现都是模型B的等效应力最大。在2°弯曲角度下,模型A和模型C的等效应力分别比模型B小5.8%和15.4%;在10°扭转角度下,分别小7.4%和7.1%。这是由于试验载荷会使得接触区域边缘产生拉伸残余应力,使等效应力增大;而热处理过程会在链环表面形成压缩残余应力,抵消一部分拉应力,使整体的等效应力减小。疲劳寿命计算结果显示,链环整体疲劳寿命的变化趋势与等效应力变化趋势相反。因此,在数值模拟中对试验载荷和热处理过程都应予以充分考虑。
吴虚怀[7]（2021）在《脉冲电流辅助埋弧焊管动态中频热处理的研究》文中提出随着陆地资源的日益枯竭,海洋资源的探索已经成为科技创新和能源开发的重要领域,我国拥有丰富的海洋资源,但开发和利用还处于早中期阶段。厚壁埋弧焊管作为海洋油气资源运输管道,其焊缝处残余应力的分布不仅影响着埋弧焊管的使用寿命,同时也将成为深海资源开发运输的安全隐患。在对埋弧焊管热处理时,若只针对焊缝区域进行感应加热,焊缝处热量的瞬间大量输入,就会产生难以控制温度分布,焊缝处周向温度梯度偏大,导致残余应力较为集中的问题。本文针对以上问题采用脉冲电流辅助动态中频热处理的工艺方法,以降低焊缝处周向温差和残余应力,通过建立ANSYS有限元模型并进行相关实验验证,探究脉冲电流辅助埋弧焊管动态中频热处理工艺方法对埋弧焊管温度场和应力场的影响。本文主要内容包括:根据感应加热和脉冲电流的特点,考虑到线圈与埋弧焊管之间的相互运动,利用ANSYS有限元软件提出了动态四坐标系联合仿真建模法,建立运动-电磁-热-应力多场耦合模型,得到脉冲电流辅助动态中频热处理温度场,并以埋弧焊管上下表面周向温差为指标,探究脉冲电流对温度场的影响。探究不同参数下脉冲电流辅助动态中频热处理的过程。主要探究参数包括感应加热电参数,脉冲电流参数和线圈位置参数对埋弧焊管温度场的影响。研究脉冲电流辅助动态中频热处理后应力场的变化,探究脉冲电流参数对残余应力的影响,并分析了线圈位置参数变化对残余应力峰值的影响。利用实验室感应加热装置和脉冲电流施加装置对脉冲电流辅助动态中频热处理进行实验验证,并分别进行测温实验和应力实验,将得到的实验数据与模拟数据进行对比分析,验证脉冲电流辅助动态中频热处理工艺方法的可行性。
卢世学[8]（2021）在《核电主管道固溶工艺过程中的变形与工艺优化》文中研究指明AP1000核电主管道是核岛七大关键设备之一,被称作核电站的“主动脉”。固溶工艺作为制造主管道的最后一道热加工工序尤为重要,固溶后主管道的淬火变形将会影响设备安装和使用寿命,合理的固溶工艺不仅能够提高主管道的性能,还能准确控制主管道的结构和尺寸。研究主管道固溶工艺过程,有利于揭示主管道淬火变形机制,改善其淬火变形量,同时为优化固溶工艺提供理论支撑。由于主管道尺寸较大且造价昂贵,不宜使用实物实验的手段,因此本文采用有限元模拟的方法研究主管道固溶工艺过程,为优化实际工艺提供参考。本文采用实验和数值模拟相结合的方法研究固溶工艺过程中主管道的变形规律。首先,通过热模拟实验得到主管道材料316LN的真实应力—应变曲线,由此建立材料的本构方程,并应用于主管道固溶工艺模拟中。然后,基于ABAQUS有限元软件,对主管道固溶工艺过程进行热力耦合模拟计算。通过研究主管道在固溶工艺中温度场的变化规律,发现加热保温过程中,主管道不同壁厚部位最大温差达到167.8°C,随着保温时间的增加,温度场才逐渐均匀;淬火过程中,不同壁厚部位最大温差达到531.6°C。采用顺序耦合方法,分析不均匀的温度场对主管道变形的影响,研究发现,主管道形状变化主要发生在淬火阶段,淬火前期各管口发生缩口变形,随着淬火的继续,管道整体发生不均匀变形,淬火结束后主管道两直段管口呈扩口变形。研究表明:保温时长影响主管道淬火残余应力和变形,在保证固溶温度的同时,保温时长越短,主管道淬火变形量越小;随着主管道转运时长的增加,淬火变形逐渐增大;管口变形量随入水速度的增加而减小,在入水速度15-30 mm/s下较显着;淬火随着介质温度的升高主管道淬火残余应力逐渐减小,当介质温度达到55.0°C后,对淬火残余应力的消减作用逐渐减弱。通过改变主管道尺寸,对改善主管道淬火变形进行研究,发现延长主管道直段尺寸将增加管口变形区范围。
马正宇[9]（2021）在《考虑工序遗传特性的船用柴油机机身残余应力演变规律研究》文中进行了进一步梳理柴油机机身是船用柴油机的关键零部件之一,其在生产过程中的可靠性和精度保持性是体现柴油机生产制造技术水平的一个重要标准。柴油机机身在实际生产制造的过程会产生残余应力,残余应力的存会直接导致机身在使用过程中精度保持性和可靠性的下降,残余应力的释放还会引起机身关键部位的开裂、变形等严重问题。目前,对大型铸件残余应力的研究已经从多个加工阶段分别开展,包括铸造阶段的残余应力、加工阶段的残余应力、退火热处理之后的残余应力等。不同加工阶段产生的残余应力相互影响,柴油机机身的最终残余应力状态与各工序所产生残余应力的综合作用有关,然而,目前关于不同工序间残余应力相互叠加、影响及演变规律的研究较少,不利于指导柴油机制造工艺优化。针对上述问题,对柴油机机身热加工制造过程中的残余应力进行研究,精确地了解和掌握残余应力的分布和演变规律,是分析机身残余应力的重要前提。本文以某型号的船用柴油机机身为研究对象,进行了以下研究:1.本文采用了三维建模软件NX12.0和有限元网格划分软件Hyper Mesh对柴油机机身及浇注系统进行建模及网格划分,同时将机身网格导入到铸造有限元软件PROCAST中并进行相应的参数设置,最终得到机身铸造阶段的残余应力场和温度场分布情况。2.研究了浇注温度、落砂温度对机身残余应力场、冷却速度和温度场的影响。3.落砂完成后残余应力场分析的基础上,将残余应力数据导入到ABAQUS有限元软件中进行退火热处理数值模拟仿真。基于模拟结果对机身残余应力影响较大的工艺参数进行优化,研究结果表明工艺优化后机身的残余应力相比单个因素法分析的机身残余应力整体下降了5.8%,机身各区域的残余应力数值明显降低且应力分布更加均匀,应力集中区域明显较少。4.对比分析数值模拟的结果与试验数据,发现二者之间的数据吻合良好,因而采用数值模拟的研究方法具有一定的可行性,从而实现从铸造到热处理残余应力动态演变过程的分析与研究。本文在PROCAST和ABAQUS平台下实现了不同工艺参数下的机身残余应力演变规律的数值模拟,与“试错法”相比降低了时间和人力成本,提高了船用柴油机机身的使用寿命。因此,本文的研究成果对机身铸件实际生产过程中具有重要的理论意义和实际指导价值。
周亚男[10]（2021）在《激光选区熔化牙科Co-Cr合金微观组织演变及性能调控》文中指出由于兼具金属的力学性能和陶瓷的美学效果,金属基烤瓷修复已经成为国内外牙体、牙列缺损的主要的修复方式之一。Co-Cr合金具有优异的力学性能、耐腐蚀性能和生物相容性,是目前应用最广泛的牙科修复用金属材料。激光选区熔化（Selective Laser Melting,SLM）具有个性化设计和复杂形状快速加工等特点,特别适合用于Co-Cr烤瓷基底的制作。SLM技术可以大幅提高生产效率和产品质量稳定性,降低生产成本,同时根据患者病牙数据成形的SLM修复体与患者的匹配度高,缩短患者佩戴的适应期,降低并发症的发生率。因此,SLM技术已经逐渐取代精密铸造和数控切削成为Co-Cr烤瓷基底的主要制作方法。目前SLM Co-Cr烤瓷修复体在显微组织和性能研究上存在以下几个科学问题亟待解决:1)SLM Co-Cr合金的微观组织对力学性能和金瓷结合性能的影响机制尚不清楚。对比铸造Co-Cr合金,系统的研究SLM Co-Cr合金的微观组织,并探究其微观组织对力学性能和金瓷结合性能的影响机制,是准确评估SLM Co-Cr烤瓷修复体使用寿命和裂瓷风险的基础。2)对退火过程SLM Co-Cr合金显微组织、力学性能和金瓷结合性能的演变规律缺乏研究。退火处理既可以消除SLM成形过程形成的残余应力,也可以改善显微组织和性能。建立退火处理对力学性能和金瓷结合性能的影响机制可以为退火工艺的设计提供理论依据。3)对烤瓷过程SLM Co-Cr合金微观组织的演变机理缺乏研究。4)Co-Cr烤瓷修复体的金瓷结合性能偏低。针对以上几个科学问题,本文对以下内容展开了研究:1)研究As-SLM Co-Cr合金显微组织形成机理;2)研究SLM Co-Cr合金的微观组织,并结合铸造Co-Cr合金,探究微观组织对SLM Co-Cr合金力学性能和金瓷结合性能的影响机制;3)研究退火和烤瓷过程中SLM Co-Cr合金微观组织的演变规律,并探究退火温度对SLM Co-Cr合金力学性能和金瓷结合性能的影响机制;4)结合金属学原理和金属-陶瓷结合机理,提出并验证一种提高SLM Co-Cr烤瓷件金瓷结合性能的方法,该方法是对SLM Co-Cr烤瓷修复体进行热处理,并探究烤瓷后热处理对SLM Co-Cr修复体金瓷结合性能的影响机制。本文获得了如下研究结果:1)As-SLM Co-Cr合金的显微组织特征与金属熔体的凝固速度、温度梯度及在固态金属上的润湿、铺展行为有关。SLM成形过程较大的温度梯度和过冷度,是造成As-SLM Co-Cr合金晶粒细小和形成形成柱状晶结构的主要原因。柱状晶的生长方向与温度梯度和散热方向有关,通常沿最快散热方向生长。As-SLM合金独特微观形貌的形成与金属熔体润湿、铺展和快速凝固行为有关。过高的凝固速度和冷却速度使fcc结构的γ基体有90%以上保留至室温。2)SLM Co-Cr合金的力学性能显着优于铸造合金,ε马氏体对力学性能不利。Co-Cr合金以等温马氏体相变（γ→ε）为主。针状ε马氏体容易撕裂基体,增加材料脆性,对力学性能不利;相较于铸造合金,SLM Co-Cr合金的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率均高50%以上,显微维氏硬度也明显高于铸造合金。细晶强化和第二相强化作用是造成SLM Co-Cr合金优异力学性能的主要原因。3)界面处γ→ε相变有利于金瓷结合性能的提高。ε相具有较低的热膨胀系数,与陶瓷的热匹配性更好;界面处γ→ε相变会产生更多的空位等缺陷,有利于界面处原子扩散,增加化学结合力,而原子扩散又会为界面处γ→ε相变创造条件。4)烤瓷处理对SLM Co-Cr合金的晶粒和第二相析出影响不大,但显着影响γ→ε相变。由于处理时间较短,烤瓷热循环对晶粒和第二相析出基本没有影响。但较高的烧结温度和较快的冷却速度会影响γ→ε相变。预氧化处理时,由于较高的烧结温度（980℃）和较快的冷却速度,γ相含量急剧增加;但在后续的烧结程序中,由于要考虑到陶瓷与金属基体的热匹配性,烧结温度和冷却速度均显着降低,在降温过程中发生等温马氏体相变。随着烤瓷步骤的增加,?马氏体逐渐增多,γ相逐渐减少。5)烤瓷后热处理可以促进SLM Co-Cr烤瓷修复体金属-陶瓷结合界面原子扩散,提高化学结合力,并促进界面处γ→ε相变的发生,提高金瓷结合力。烤瓷后热处理对SLM Co-Cr烤瓷修复体金瓷结合性能的影响:一是可以促进SLM Co-Cr烤瓷件金属-陶瓷结合界面处原子扩散,提高化学结合力;二是通过引起界面处金属侧化学成分变化,为γ→ε相变创造条件,而γ→ε相变会在界面处产生较高的空位等缺陷浓度,进一步促进原子扩散;三是ε相具有更低的热膨胀系数,与陶瓷层具有较好的热匹配性,烤瓷后热处理可以在结合界面处产生更多ε相,降低微裂纹形成的可能;四是烤瓷后热处理可以释放金瓷界面处的残余应力,这对延缓界面处裂纹扩展有很大的作用。在750℃进行烤瓷后热处理可以在较少影响金属基底显微组织的前提下显着提高烤瓷修复体的金瓷结合强度。
二、浅谈热处理过程的残余应力（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、浅谈热处理过程的残余应力（论文提纲范文）
（1）焊接残余应力计算、测试与调控的研究进展（论文提纲范文）
| 0前言 |
| 1 残余应力计算方法 |
| 1.1 工艺仿真 |
| 1.2 材料仿真 |
| 1.3 结构仿真 |
| 2 残余应力测试技术 |
| 2.1 破坏性测试方法 |
| 2.1.1 轮廓法 |
| 2.1.2 深孔法 |
| 2.2 半无损测试方法 |
| 2.2.1 钻孔法 |
| 2.2.2 压痕应变法 |
| 2.3 无损测试法 |
| 2.3.1 X射线衍射测试方法 |
| 2.3.2 同步辐射X射线 |
| 2.3.3 中子衍射 |
| 2.3.4 超声波法 |
| 3 残余应力调控技术 |
| 3.1 原位调控 |
| 3.1.1 结构设计与工艺优化 |
| 3.1.2 低温相变调控 |
| 3.2 机械形变法 |
| 3.2.1 超声冲击 |
| 3.2.2 高压水射流 |
| 3.3 热处理 |
| 3.3.1 整体热处理 |
| 3.3.2 局部热处理 |
| 3.3.3 主副加热局部热处理 |
| 3.3.4 分段加热-筋板加固刚柔协同方法 |
| 4 总结与展望 |
（2）铝锂合金蒙皮桁条T型结构激光焊接特性和压缩屈曲行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 轻量化材料和结构连接技术在飞机制造业中的应用 |
| 1.2.1 铝锂合金在飞机制造业中的应用 |
| 1.2.2 双侧激光同步焊接技术在飞机制造业中的应用 |
| 1.3 铝合金及铝锂合金双侧激光同步焊接技术的研究现状 |
| 1.4 常见机身壁板结构及其典型结构压缩屈曲行为研究现状 |
| 1.4.1 常见机身壁板结构形式 |
| 1.4.2 典型结构压缩屈曲失稳特点 |
| 1.4.3 典型结构压缩屈曲试验研究现状 |
| 1.4.4 典型结构压缩屈曲有限元分析研究现状 |
| 1.4.5 基于ABAQUS有限元软件的结构屈曲分析方法 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 试验材料和方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验设备及方法 |
| 2.2.1 试验设备 |
| 2.2.2 试验方法 |
| 2.3 特征件组织分析及性能测试 |
| 2.3.1 显微组织分析 |
| 2.3.2 扫描电镜组织的图像处理 |
| 2.3.3 性能测试 |
| 2.4 特征件和典型件焊接变形测试分析方法 |
| 2.4.1 特征件焊接变形测量方法及测试设备 |
| 2.4.2 典型件焊接变形测量方法及测试设备 |
| 2.4.3 焊接变形数据处理方法 |
| 2.5 典型件压缩性能测试分析方法 |
| 2.5.1 典型件试验前准备工作及测试设备 |
| 2.5.2 面内应变分析方法 |
| 2.5.3 面外位移分析方法 |
| 第3章 铝锂合金T型接头激光焊接成形及变形特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 工艺参数对T型接头特征件焊缝成形的影响 |
| 3.2.1 光束间距对特征件焊缝成形的影响 |
| 3.2.2 点固工艺对特征件焊缝成形的影响 |
| 3.3 点固工艺对T型接头焊接变形的影响 |
| 3.3.1 点固工艺对单桁条长焊缝特征件焊接变形的影响 |
| 3.3.2 点固工艺对三桁条短焊缝典型件焊接变形的影响 |
| 3.4 焊接顺序对四桁条长焊缝典型件焊接变形的影响 |
| 3.5 四桁条长焊缝典型件焊接工装夹具设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 焊后热处理对铝锂合金T型接头组织及力学性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 热处理工艺参数选择 |
| 4.3 焊后热处理对T3 态铝锂合金T型接头组织性能的影响 |
| 4.3.1 焊后热处理对T3 态铝锂合金T型接头横向拉伸性能的影响 |
| 4.3.2 焊后热处理对T3 态铝锂合金T型接头显微硬度的影响 |
| 4.3.3 焊后热处理对T3 态铝锂合金显微组织的影响及强化机制分析 |
| 4.4 焊后热处理对T8 态铝锂合金T型接头组织性能的影响 |
| 4.4.1 焊后热处理对T8 态铝锂合金T型接头横向拉伸性能的影响 |
| 4.4.2 焊后热处理对T8 态铝锂合金T型接头显微硬度的影响 |
| 4.4.3 焊后热处理对T8 态铝锂合金T型接头显微组织的影响 |
| 4.4.4 焊后热处理对T8 态铝锂合金接头强化机理 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 铝锂合金激光焊接典型件压缩屈曲试验及有限元分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 铝锂合金激光焊接典型件压缩性能测试夹具设计 |
| 5.3 典型件压缩屈曲试验前的系统校准 |
| 5.4 铝锂合金激光焊接对称典型件压缩屈曲试验测试结果 |
| 5.4.1 对称典型件压缩失效载荷及最终破坏形式 |
| 5.4.2 对称典型件压缩载荷下面内应变 |
| 5.4.3 对称典型件压缩载荷下面外位移 |
| 5.4.4 对称典型件压缩屈曲失效机制 |
| 5.5 铝锂合金激光焊接对称典型件压缩屈曲有限元模型建立 |
| 5.5.1 网格划分及边界条件 |
| 5.5.2 材料属性 |
| 5.5.3 特征值屈曲分析及后屈曲分析 |
| 5.6 对称典型件压缩屈曲有限元分析结果与讨论 |
| 5.6.1 对称典型件失效载荷的模拟结果与试验结果对比分析 |
| 5.6.2 对称典型件面内应变的模拟结果与试验结果对比分析 |
| 5.6.3 对称典型件面外位移的模拟结果与试验结果对比分析 |
| 5.6.4 框架与角片对典型件压缩性能的影响 |
| 5.7 非对称典型件压缩屈曲试验与模拟结果对比分析 |
| 5.7.1 非对称典型件失效载荷的试验与模拟结果对比分析 |
| 5.7.2 非对称典型件面内应变的试验与模拟结果对比分析 |
| 5.7.3 非对称典型件面外位移的试验与模拟结果对比分析 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 典型件压缩屈曲理想化误差分析及结构设计 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 对称典型件压缩屈曲非线性理想化误差分析 |
| 6.2.1 误差源分析 |
| 6.2.2 网格密度的非线性理想化误差 |
| 6.2.3 材料参数离散的非线性理想化误差 |
| 6.2.4 边界条件的非线性理想化误差 |
| 6.2.5 加载方式的非线性理想化误差 |
| 6.2.6 几何缺陷的非线性理想化误差 |
| 6.2.7 残余应力的非线性理想化误差 |
| 6.2.8 总体误差分析 |
| 6.3 典型件压缩屈曲的结构设计比较 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得创新性成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（3）TC4钛合金薄壁焊件局部感应热处理的计算模拟与应力调控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 焊接数值模拟的研究现状 |
| 1.2.1 焊接热源模型研究现状 |
| 1.2.1.1 点热源模型 |
| 1.2.1.2 面热源模型 |
| 1.2.1.3 体热源模型 |
| 1.2.1.4 组合热源模型 |
| 1.2.2 焊接温度场数值模拟研究现状 |
| 1.2.3 焊接应力场数值模拟研究现状 |
| 1.3 焊后热处理方法 |
| 1.3.1 整体热处理 |
| 1.3.2 激光热处理 |
| 1.3.3 电子束热处理 |
| 1.3.4 局部感应热处理 |
| 1.4 局部热处理数值模拟研究现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 实验材料与研究方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 TC4钛合金薄板激光焊接 |
| 2.2.2 钛合金焊后局部感应热处理 |
| 2.2.3 残余应力测量 |
| 2.2.4 微观组织与慢应变速率拉伸断口观察 |
| 2.2.5 应力腐蚀试验 |
| 2.3 有限元分析基本理论 |
| 2.3.1 有限元法概述 |
| 2.3.2 温度场有限元计算理论 |
| 2.3.3 应力场有限元计算理论 |
| 2.3.4 电磁场有限元计算理论 |
| 第3章 激光焊接过程有限元仿真 |
| 3.1 有限元仿真模型的建立 |
| 3.1.1 模型几何尺寸的确立 |
| 3.1.2 模拟所需材料参数的确定 |
| 3.1.3 网格划分 |
| 3.2 初始条件与边界条件的设置 |
| 3.3 激光焊接温度场仿真及分析 |
| 3.4 焊接应力场仿真结果及分析 |
| 3.5 焊接翘曲变形的仿真与分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 焊后感应热处理有限元仿真 |
| 4.1 感应加热热源建模 |
| 4.2 焊后局部感应热处理温度场仿真 |
| 4.2.1 初始条件与边界条件设置 |
| 4.2.2 650℃热处理不同加热次数的温度场仿真 |
| 4.2.3 750℃热处理不同加热次数的温度场仿真 |
| 4.2.4 850℃热处理不同加热次数的温度场仿真 |
| 4.3 焊后局部感应热处理应力场仿真 |
| 4.3.1 650℃热处理不同加热次数的应力场仿真 |
| 4.3.2 750℃热处理不同加热次数的应力场仿真 |
| 4.3.3 850℃热处理不同加热次数的应力场仿真 |
| 4.4 焊后局部感应热处理变形场仿真 |
| 4.4.1 650℃热处理不同加热次数的变形场仿真 |
| 4.4.2 750℃热处理不同加热次数的变形场仿真 |
| 4.4.3 850℃热处理不同加热次数的变形场仿真 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 感应热处理对焊件应力分布及应力腐蚀行为的影响 |
| 5.1 钛合金薄壁焊件残余应力状态 |
| 5.2 焊缝组织观察 |
| 5.3 钛合金焊件的应力腐蚀行为 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）TC11钛合金表面超声温滚压强化技术及机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 钛合金材料 |
| 1.2.1 钛合金概述 |
| 1.2.2 TC11 钛合金 |
| 1.3 超声滚压强化技术 |
| 1.3.1 超声滚压强化工艺原理 |
| 1.3.2 超声滚压强化设备 |
| 1.4 温塑性成型技术 |
| 1.5 研究内容及目标 |
| 第2章 实验装置及测试分析方法 |
| 2.1 实验材料及实验装置 |
| 2.1.1 实验材料及试样制备 |
| 2.1.2 超声滚压实验装置 |
| 2.1.3 电化学腐蚀实验装置 |
| 2.1.4 疲劳实验装置 |
| 2.2 表面改性表征方法 |
| 2.2.1 表面形貌及截面微观结构观测方法 |
| 2.2.2 X射线衍射 |
| 2.2.3 表面粗糙度 |
| 2.2.4 显微硬度 |
| 2.2.5 表面残余应力 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 超声滚压和超声温滚压耦合热处理应力场分析 |
| 3.1 单次振动冲击应力场理论分析 |
| 3.1.1 弹性接触应力应变分析 |
| 3.1.2 弹塑性接触应力应变分析 |
| 3.1.3 单次振动冲击残余应力计算 |
| 3.2 基于有限元方法的残余应力应变场分析 |
| 3.2.1 超声滚压和超声温滚压耦合热处理有限元模型建立 |
| 3.2.2 有限元模型验证 |
| 3.2.3 超声滚压和超声温滚压耦合热处理瞬时应力场分析 |
| 3.3 残余应力预测模型的计算与验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 超声温滚压耦合热处理强化TC11 钛合金表面完整性 |
| 4.1 超声滚压强化机理 |
| 4.2 超声温滚压耦合热处理对材料表面质量的影响 |
| 4.2.1 超声温滚压耦合热处理强化对材料组织结构的影响 |
| 4.2.2 表面粗糙度 |
| 4.2.3 表面硬度 |
| 4.2.4 残余应力应变 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 超声温滚压耦合热处理强化TC11 合金服役性能研究 |
| 5.1 耐腐蚀性能 |
| 5.2 疲劳性能 |
| 5.2.1 疲劳断口 |
| 5.2.2 载荷循环次数 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 论文主要结论 |
| 6.2 论文主要创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间主要科研成果 |
| 一、发表学术论文 |
| 二、参加的科研项目 |
（5）深潜器耐压球壳焊接残余应力消除数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外相关研究现状 |
| 1.2.1 钛合金简介 |
| 1.2.2 钛合金焊接实验研究 |
| 1.2.3 钛合金焊接数值模拟研究 |
| 1.2.4 耐压球壳焊接残余应力研究 |
| 1.2.5 焊接残余应力调整技术研究 |
| 1.3 本章小结 |
| 2 焊接有限元分析与热处理相关理论 |
| 2.1 焊接数值模拟相关理论 |
| 2.1.2 焊接数值模拟分析模型简化 |
| 2.1.3 焊接数值模拟分析特点 |
| 2.2 焊接温度场有限元分析基础理论 |
| 2.2.1 焊接热源模型的分类 |
| 2.2.2 焊接传热的基本定律 |
| 2.2.3 温度场的微分方程及边界条件 |
| 2.2.4 温度场有限元求解 |
| 2.3 焊接残余应力场有限元分析基础理论 |
| 2.3.1 简化假定 |
| 2.3.2 数值模拟分析方法 |
| 2.3.3 应力应变计算准则 |
| 2.3.4 应力应变关系 |
| 2.3.5 应力场有限元求解 |
| 2.4 耐压球壳屈曲校核理论 |
| 2.4.1 球壳稳定性理论公式 |
| 2.4.2 模型设计安全系数 |
| 2.4.3 球壳尺寸的确定 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 TC4 平板焊接残余应力及验证 |
| 3.1 焊接残余应力有限元分析流程 |
| 3.1.1 三维实体有限元模型建立及网格划分 |
| 3.1.2 钛合金TC4 热物性参数和力学性能 |
| 3.1.3 热源模型的选择 |
| 3.1.4 约束条件 |
| 3.1.5 其他设置 |
| 3.1.6 DFLUX热源子程序 |
| 3.2 温度场计算结果 |
| 3.3 焊接残余应力计算结果及验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 耐压球壳赤道焊缝残余应力数值模拟研究及调整 |
| 4.1 TC4 钛合金耐压球壳赤道焊残余应力数值模拟 |
| 4.1.1 耐压球壳模型及材料参数 |
| 4.1.2 有限元模型及边界条件 |
| 4.1.3 温度场数值模拟 |
| 4.1.4 耐压球壳赤道焊残余应力数值模拟 |
| 4.2 耐压球壳赤道焊残余应力对比验证分析 |
| 4.3 焊接残余应力消除的数值模拟 |
| 4.3.1 数值模拟研究对象及载荷位移边界条件 |
| 4.3.2 数值模拟外压试验对焊接残余应力的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 热处理工艺对焊接残余应力影响研究 |
| 5.1 热处理工艺原理 |
| 5.2 耐压球壳热处理仿真设置 |
| 5.2.1 有限元模型及边界条件 |
| 5.2.2 退火模拟分析步设置 |
| 5.2.3 相互作用的设置 |
| 5.2.4 载荷设置 |
| 5.3 热处理后残余应力结果分析 |
| 5.3.1 热处理过程模型温度分析 |
| 5.3.2 热处理后残余应力结果分析 |
| 5.4 热处理工艺参数对焊接残余应力的影响 |
| 5.4.1 退火温度对焊接残余应力的影响 |
| 5.4.2 升温速率对焊接残余应力的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 附录A 耐压球壳电子束焊接DFLUX热源子程序 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（6）残余应力及载荷模式对系泊链环应力分布影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景、目的和意义 |
| 1.2 系泊链环残余应力及载荷模式研究现状 |
| 1.2.1 残余应力 |
| 1.2.2 拉伸载荷模式 |
| 1.2.3 平面外弯曲载荷模式 |
| 1.2.4 扭转载荷模式 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 2 系泊链环有限元模型建立 |
| 2.1 几何模型 |
| 2.2 性能参数 |
| 2.3 有限元模型 |
| 2.4 网格收敛性验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 系泊链环残余应力数值模拟及影响研究 |
| 3.1 试验载荷残余应力 |
| 3.1.1 试验载荷施加 |
| 3.1.2 残余应力分布状态 |
| 3.2 热处理残余应力 |
| 3.2.1 热处理过程及研究方法 |
| 3.2.2 热处理有限元模型 |
| 3.2.3 残余应力分布状态 |
| 3.3 残余应力对链环应力分布影响研究 |
| 3.3.1 有限元模型 |
| 3.3.2 结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 平面外弯曲载荷模式下系泊链环应力分析 |
| 4.1 不同弯曲角度下结果分析 |
| 4.1.1 不考虑残余应力 |
| 4.1.2 考虑试验载荷残余应力 |
| 4.1.3 考虑热处理及试验载荷残余应力 |
| 4.2 残余应力影响研究 |
| 4.2.1 应力分布 |
| 4.2.2 疲劳寿命 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 扭转载荷模式下系泊链环应力分析 |
| 5.1 不同扭转角度下结果分析 |
| 5.1.1 不考虑残余应力 |
| 5.1.2 考虑试验载荷残余应力 |
| 5.1.3 考虑热处理及试验载荷残余应力 |
| 5.2 残余应力影响研究 |
| 5.2.1 应力分布 |
| 5.2.2 疲劳寿命 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）脉冲电流辅助埋弧焊管动态中频热处理的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 埋弧焊管及焊后热处理的研究现状 |
| 1.3 埋弧焊管存在的问题 |
| 1.4 焊后热处理数值模拟研究现状 |
| 1.4.1 感应加热研究现状 |
| 1.4.2 脉冲电流研究现状 |
| 1.5 本文的研究内容及意义 |
| 第2章 脉冲电流辅助动态中频热处理的工艺及相关理论 |
| 2.1 工艺简介 |
| 2.2 脉冲电流辅助动态中频热处理的相关理论 |
| 2.3 电磁场数学模型 |
| 2.4 温度场数学模型 |
| 2.5 应力场数学模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 脉冲电流辅助动态中频热处理的有限元模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模拟方案 |
| 3.3 有限元模型的建立 |
| 3.3.1 X80 材料属性 |
| 3.3.2 单元选择 |
| 3.3.3 网格划分 |
| 3.3.4 物理环境的建立 |
| 3.3.5 动态四坐标系联合仿真建模法 |
| 3.4 假设条件 |
| 3.5 脉冲电流辅助动态中频热处理的仿真结果 |
| 3.5.1 温度场模拟结果 |
| 3.5.2 感应加热电磁场模拟结果 |
| 3.5.3 辅助脉冲电流对焊缝温度的影响 |
| 3.5.4 埋弧焊管温度场对脉冲电流分布的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 脉冲电流辅助动态中频热处理工艺参数研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 感应加热参数对热处理温度分布的影响 |
| 4.2.1 线圈电流密度对温度的影响 |
| 4.2.2 线圈电流频率对温度的影响 |
| 4.2.3 线圈下端中心与焊缝中心线间距w对温度的影响 |
| 4.2.4 线圈与焊缝中心线夹角θ对温度的影响 |
| 4.2.5 线圈下端中心与焊管上表面间距h对温度的影响 |
| 4.3 脉冲电流参数对热处理温度的影响 |
| 4.3.1 脉冲电流强度对温度的影响 |
| 4.3.2 脉冲电流频率对温度的影响 |
| 4.3.3 脉冲电流宽度对温度的影响 |
| 4.3.4 电极位置b对温度的影响 |
| 4.4 残余应力的数值模拟 |
| 4.4.1 残余应力分布情况 |
| 4.4.2 脉冲电流作用下对应力分布的影响 |
| 4.4.3 线圈与焊缝中心线夹角θ对应力峰值的影响 |
| 4.4.4 线圈下端中心与焊缝中心线间距w对残余应力峰值的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 脉冲电流辅助热处理的实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 测温实验 |
| 5.2.1 实验设备及方案 |
| 5.2.2 实验温度的对比分析 |
| 5.3 盲孔法应力测试 |
| 5.3.1 应力测试步骤 |
| 5.3.2 计算方法与数据记录 |
| 5.3.3 辅助脉冲电流对残余应力影响的实验分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（8）核电主管道固溶工艺过程中的变形与工艺优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 AP1000 核电主管道 |
| 1.2 金属构件固溶时的变形问题 |
| 1.2.1 固溶过程中构件表面与介质换热 |
| 1.2.2 构件固溶过程中的变形研究 |
| 1.3 金属热处理过程的数值模拟 |
| 1.3.1 热处理数值模拟的发展现状 |
| 1.3.2 热处理模拟计算过程中的关键 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 316LN热物性能和流变应力研究 |
| 2.1 316LN热物参数 |
| 2.2 316LN的力学参数研究 |
| 2.2.1 力学参数测试试验 |
| 2.2.2 力学参数测试结果 |
| 2.3 316LN的热变形行为 |
| 2.3.1 热模拟试验 |
| 2.3.2 316LN奥氏体不锈钢真实应力—应变曲线 |
| 2.3.3 热变形条件对316LN奥氏体不锈钢流变应力的影响 |
| 2.4 316LN奥氏体不锈钢本构方程 |
| 2.4.1 热变形激活能的确定 |
| 2.4.2 高温塑性本构方程的建立 |
| 2.4.3 材料的屈服强度 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 主管道固溶工艺过程的多场耦合模拟 |
| 3.1 主管道固溶工艺有限元建模 |
| 3.1.1 模拟计算热处理工艺的确定 |
| 3.1.2 主管道几何模型 |
| 3.1.3 主管道有限元网格模型 |
| 3.1.4 不同热处理阶段施加的热边界条件 |
| 3.1.5 位移边界条件 |
| 3.2 主管道固溶工艺的数值模拟结果 |
| 3.2.1 主管道不同固溶工艺阶段的温度分布 |
| 3.2.2 主管道固溶过程中的应力场 |
| 3.2.3 主管道固溶工艺模拟的变形结果 |
| 3.2.4 主管道淬火变形机理 |
| 3.3 保温后温度场不均匀性对淬火变形的影响 |
| 3.3.1 保温时长4 h后主管道的温度场 |
| 3.3.2 保温后温度场不均匀性对淬火残余应力的影响 |
| 3.3.3 保温后温度场不均匀性对淬火变形的影响 |
| 3.4 入水过程对主管道固溶模拟的影响 |
| 3.4.1 入水过程模拟对淬火残余应力的影响 |
| 3.4.2 入水过程模拟对淬火变形的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 优化固溶工艺和改善淬火变形的研究 |
| 4.1 主管道固溶工艺参数优化 |
| 4.1.1 保温时长对主管道淬火变形的影响 |
| 4.1.2 转运时长对主管道淬火变形的影响 |
| 4.1.3 入水速度对主管道淬火变形的影响 |
| 4.1.4 淬火介质温度对主管道淬火变形的影响 |
| 4.2 直管段长度对变形的影响 |
| 4.2.1 直管段长度对主管道残余应力和淬火变形的影响 |
| 4.2.2 直管段增加长度对管口变形区的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）考虑工序遗传特性的船用柴油机机身残余应力演变规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 铸造阶段残余应力研究现状 |
| 1.2.2 热处理残余应力研究 |
| 1.2.3 残余应力检测研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 1.4 研究的技术路线 |
| 第2章 机身铸造及热处理工艺数值仿真分析方法研究 |
| 2.1 机身铸造及凝固工艺数值分析方法 |
| 2.1.1 铸造充型过程中的数值模拟仿真 |
| 2.1.2 铸造凝固过程的数学模型 |
| 2.2 机身退火热处理过程数值分析 |
| 2.2.1 温度场有限元理论分析 |
| 2.2.2 热应力场理论分析 |
| 2.3 机身铸造及热处理数值仿真软件分析 |
| 2.3.1 PROCAST软件介绍 |
| 2.3.2 ABAQUS软件介绍 |
| 2.3.3 PROCAST与 ABAQUS数据接口的介绍 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 机身铸造工艺残余应力数值仿真分析 |
| 3.1 机身铸造过程数值仿真前处理 |
| 3.1.1 机身铸件几何模型建立 |
| 3.1.2 砂箱模型的建立 |
| 3.1.3 机身有限元模型的建立 |
| 3.1.4 机身铸造阶段工艺参数的设置 |
| 3.2 机身铸造过程仿真模拟 |
| 3.2.1 机身温度场仿真分析 |
| 3.2.2 不同浇注温度下测点冷却速度分析 |
| 3.2.3 机身残余应力场模拟结果分析 |
| 3.3 机身落砂后仿真模拟 |
| 3.3.1 机身落砂后的温度场分析 |
| 3.3.2 机身落砂后应力分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 机身热处理工艺残余应力数值仿真分析 |
| 4.1 退火热处理工艺分析 |
| 4.2 机身退火热处理有限元仿真建模 |
| 4.2.1 机身有限元网格的导入 |
| 4.2.2 材料属性及分析步的设置 |
| 4.2.3 预定义场(残余应力)的设置 |
| 4.2.4 修改inp文件建模方法 |
| 4.3 不同退火热处理温度下残余应力结果分析 |
| 4.4 基于响应曲面法工艺优化 |
| 4.4.1 热加工工艺参数优化 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 机身热加工残余应力检测试验研究 |
| 5.1 机身测量残余应力选择 |
| 5.1.1 残余应力测量方法 |
| 5.2 盲孔法测量机身残余应力的优势及其基本原理 |
| 5.3 机身残余应力测量试验 |
| 5.3.1 试验方案选择 |
| 5.3.2 试验机身测点选择 |
| 5.3.3 测量结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（10）激光选区熔化牙科Co-Cr合金微观组织演变及性能调控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 本文的主要创新点 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景 |
| 1.1.1 牙科烤瓷修复用金属材料 |
| 1.1.2 金属基底成形方法 |
| 1.1.3 SLM Co-Cr烤瓷修复体目前存在的问题 |
| 1.2 Co-Cr合金SLM成形工艺及后处理方法 |
| 1.2.1 SLM成形工艺 |
| 1.2.2 后处理方法 |
| 1.3 SLM Co-Cr合金显微组织的研究现状 |
| 1.3.1 As-SLM合金显微组织研究现状 |
| 1.3.2 退火过程SLM合金显微组织研究现状 |
| 1.3.3 烤瓷过程结合界面处显微组织研究现状 |
| 1.4 SLM Co-Cr合金力学性能的研究现状 |
| 1.4.1 影响SLM Co-Cr合金力学性能的因素 |
| 1.4.2 不同方法成形Co-Cr合金的力学性能对比研究 |
| 1.4.3 退火工艺影响SLM Co-Cr合金力学性能的研究 |
| 1.5 SLM Co-Cr烤瓷件金瓷结合性能的研究现状 |
| 1.5.1 影响SLM Co-Cr烤瓷件金瓷结合性能的因素 |
| 1.5.2 不同方法成形Co-Cr烤瓷件金瓷结合性能对比研究 |
| 1.5.3 退火工艺影响SLM Co-Cr烤瓷件金瓷结合性能的研究 |
| 1.5.4 其他提高金瓷结合性能的方法 |
| 1.6 本文研究的目的、意义和研究内容 |
| 1.6.1 研究目的和意义 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 1.7 本文的技术路线 |
| 第二章 实验材料及方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 试样制备及处理 |
| 2.2.1 SLM和铸造试样制备 |
| 2.2.2 退火处理 |
| 2.2.3 烤瓷件制备 |
| 2.2.4 烤瓷后热处理 |
| 2.3 性能测试 |
| 2.3.1 拉伸性能测试 |
| 2.3.2 金瓷结合性能测试 |
| 2.3.3 显微硬度测试 |
| 2.3.4 热胀系数测试 |
| 2.4 微观组织的观察与表征 |
| 2.4.1 微观组织观察 |
| 2.4.2 相结构分析 |
| 2.4.3 断裂分析 |
| 2.4.4 金属-陶瓷界面观察 |
| 2.5 数据处理 |
| 第三章 SLM成形Co-Cr合金微观组织演变机理及性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 原始态SLM Co-Cr合金微观组织形成机理 |
| 3.2.1 微观组织分析 |
| 3.2.2 热力学和动力学分析 |
| 3.2.3 微观形貌形成机理 |
| 3.3 SLM与铸造Co-Cr合金微观组织对比分析 |
| 3.3.1 微观组织 |
| 3.3.2 γ→ε相变 |
| 3.4 SLM与铸造Co-Cr合金力学性能对比分析 |
| 3.4.1 力学性能 |
| 3.4.2 成形方法对Co-Cr合金力学性能的影响 |
| 3.5 SLM与铸造Co-Cr烤瓷件金瓷结合性能对比分析 |
| 3.5.1 金瓷结合强度 |
| 3.5.2 断裂分析 |
| 3.5.3 金瓷结合界面微观表征 |
| 3.5.4 热匹配性 |
| 3.5.5 成形方法对Co-Cr烤瓷件金瓷结合性能的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 热处理过程SLM Co-Cr合金微观组织及性能演变规律研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 SLM Co-Cr合金的热处理 |
| 4.3 退火过程微观组织演变 |
| 4.3.1 微观形貌 |
| 4.3.2 相组成 |
| 4.3.3 第二相析出 |
| 4.3.4 微观组织演变分析 |
| 4.4 烤瓷过程微观组织演变 |
| 4.4.1 微观组织 |
| 4.4.2 相组成 |
| 4.4.3 第二相析出 |
| 4.4.4 不同烤瓷阶段对850℃和1150℃退火的SLM合金显微组织的影响 |
| 4.4.5 微观组织演变分析 |
| 4.5 退火温度对SLM Co-Cr合金力学性能的影响 |
| 4.5.1 力学性能 |
| 4.5.2 退火温度对力学性能的影响机制 |
| 4.6 退火温度对SLM Co-Cr烤瓷件金瓷结合性能的影响 |
| 4.6.1 金瓷结合强度 |
| 4.6.2 断面分析 |
| 4.6.3 结合界面微观特性分析 |
| 4.6.4 热匹配性 |
| 4.6.5 退火温度对金瓷结合性能的影响机制 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 烤瓷后热处理对SLM Co-Cr修复体微观组织及金瓷结合性的影响机制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 烤瓷后热处理对修复体结合特性的影响 |
| 5.2.1 结合强度分析 |
| 5.2.2 断裂行为分析 |
| 5.2.3 烤瓷后热处理的SLM烤瓷件结合界面分析 |
| 5.3 烤瓷后热处理过程Co-Cr基体微观组织演化规律 |
| 5.4 烤瓷后热处理对金瓷结合性能的影响机制 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 本文的主要结论及展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 博士期间发表的学术论文及其他成果 |
| 致谢 |
四、浅谈热处理过程的残余应力（论文参考文献）
- [1]焊接残余应力计算、测试与调控的研究进展[J]. 蒋文春,罗云,万娱,金强,张显程,涂善东. 机械工程学报, 2021(16)
- [2]铝锂合金蒙皮桁条T型结构激光焊接特性和压缩屈曲行为研究[D]. 张澐龙. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [3]TC4钛合金薄壁焊件局部感应热处理的计算模拟与应力调控[D]. 韩阿润. 哈尔滨工业大学, 2021
- [4]TC11钛合金表面超声温滚压强化技术及机理研究[D]. 苏豪. 齐鲁工业大学, 2021(09)
- [5]深潜器耐压球壳焊接残余应力消除数值模拟研究[D]. 范庆辰. 大连理工大学, 2021(01)
- [6]残余应力及载荷模式对系泊链环应力分布影响[D]. 林孝彩. 大连理工大学, 2021(01)
- [7]脉冲电流辅助埋弧焊管动态中频热处理的研究[D]. 吴虚怀. 燕山大学, 2021(01)
- [8]核电主管道固溶工艺过程中的变形与工艺优化[D]. 卢世学. 燕山大学, 2021(01)
- [9]考虑工序遗传特性的船用柴油机机身残余应力演变规律研究[D]. 马正宇. 江苏科技大学, 2021
- [10]激光选区熔化牙科Co-Cr合金微观组织演变及性能调控[D]. 周亚男. 四川大学, 2021(01)