文档介绍：大连理工大学
硕士学位论文
采用超声波消除铝合金焊接残余应力研究
姓名:张景禄
申请学位级别:硕士
专业:化学工程
指导教师:彭乔
20091201
摘要目前,我国轨道客车的需求量很大,为了减轻重量,提高运行速度,大多数生产商都采用铝合金材料作为轨道客车的车身:同时,由于铝合金材料具有良好的耐腐蚀性能,又广泛应用于化工设备及食品贮存容器等,这样就存在铝合金材料在焊接时产生焊接残余应力的问题,焊接残余应力的存在会对构件和材料本身造成很大的影响,如材料静强度、疲劳强度、腐蚀开裂以及构件尺寸稳定性等,严重的会造成一定的事故,所以说对超声波测量和消除铝合金焊接残余应力技术是一种利用超声波的波特性和波能量来检测和消除焊接残余应力的一种新的应力测量和消除技术。目前利用超声波检测残余应力的技术已经在国内外的文献中有所涉及,但并没有在工程实际中得到应用,而超声波消除焊接残余应力的技术还很少有学者进行相关的研究和探讨,尤其是超声波消除焊接残余应力的机理。本论文主要是针对铝合金材料在焊接时产生的残余应力的检测和消除来进行研究的。波检测和消除焊接残余应力的优点做了介绍;其次对超声波检测焊接残余应力的方法和原理从波特性和材料特性两个方面做了探讨,并对超声波消除焊接残余应力从宏观的应力应变和微观的晶粒位错两方面进行了研究。最后结合工程应用实际,进行了超声波应通过应力消除前后应力值的变化验证了超声波消除焊接残余应力方法的有效性。由于超声波自身特点和优点,决定了超声波检测和消除焊接残余应力的研究有着非常大的工程实际意义和市场需求潜在价值,具有较好的市场应用前景。关键词:超声波;焊接残余应力;湎撸晃淮残余应力进行必要的测量和消除则显得尤为重要。本论文首先介绍了残余应力的产生和影响以及传统的应力测量和消除技术,对超声力检测和应力消除的实验,并通过盲孔法和湎叻ㄑ橹ち顺ḿ觳庥αΦ挠行裕大连理大学专业学位硕士学位论文
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绪论研究背景残余应力的研究发展概况近年来,随着我国工业技术的快速发展,人们对于金属材料的研究逐步深入,一些具有特殊优良性能的金属材料得到了广泛应用。铝合金材料具有成形性好、抗腐蚀性高、重量轻等优点已广泛应用于化工设备、食品工业装置与贮存容器等。特别是目前,汽车工业已成为中国的支柱产业,尤其在年以后,中国汽车工业已进入快车道,并已成世界汽车生产大国和世界上最有潜力的消费市场。轻量化是汽车工业节能减排的重要金材料所具有的良好的耐腐蚀性,能够延长汽车的使用寿命,因此必将导致铝合会材料然而,在铝合金材料焊接的过程中避免不了要产生焊接残余应力,残余应力是当任何工作载荷作用的情况下存在于构件内部且在整个构件内部保持平衡的应力。外力或温度变化而引起的不均匀塑性变形是产生残余应力的主要原因。构件在制造过程中缰造、锻压、焊接、热处理等蓟嵋鸩杏嘤αΓ谑褂霉讨校辜惺茉睾伤的工作应力与其内部的残余应力相叠加,将导致构件产生一次变形和残余应力的重新分布,从而降低构件的刚性和尺寸的稳定性并引起构件的变形。在工作温度、工作介质及残余应力的共同作用下,构件的抗疲劳强度、抗脆断能力、抗应力腐蚀开裂及高温蠕变开裂能力都将大大下降。历史上许多灾难性的事故都是由此发生。因此,对残余应力的测量和消除技术进行研究,意义非常重大。通常把没有外力或外力矩作用下而在物体内部依然存在并能够自身保持平衡的应力叫做内应力。所有工程材料及其构件,在其成形、热处理、机械加工以及装配等工艺过程中,都会不同程度地产生残余应力。严格地讲,完全没有内应力的固体并不存在。在国内外科技文献中“残余应力贡怀浦2辛粲αΑ⒛谟αΑ⒆杂杏αΑ⑷扔力、宏观应力等。