CuAlNi合金马氏体相变中的反问题

摘要

随着近年来对马氏体相变研究的不断深入，马氏体相变在工业生产和其他相关领域的应用越来越广泛。马氏体相变过程中所表现出的独特的形状记忆效应实质是基于马氏体相变的可逆性。然而现有的关于马氏体相变机理的理论并没有对其动力学过程进行合理的解释，因此仍有很多未知领域，这在很大程度上限制了马氏体相变在实际工程中的更深入的应用。
　　CuAlNi合金在铜基形状记忆合金中有很好的应用潜能，相变前后晶格结构也相对简单，另外它有着极强的弹性各向异性。马氏体相变过程伴随有弹性波的释放，即声发射。它与相变本构直接相关，因此，声发射可以用来研究相变本构和机理。本文从声发射反问题的角度来研究CuAlNi合金中相变本构。
　　论文首先对马氏体相变的机理模型作了合理推断，限定了研究二维问题。并提出了简化的三段式参数化相变本构。依据声波传播方程编制了二维声场演化代码，并利用其计算了样品表面的声发射信号。论文还研究了相变本构参数对声场的影响，形成了样本库。声发射反问题的求解是利用样品表面测试信号的特征与样本库作对比，从而求得最佳相变本构参数。
　　结果表明，以声发射的反问题来研究马氏体相变机理是可行的，可以判断所假设相变本构模型的合理性，并可反演得到模型中的参数。也可不断修正参数化本构模型，使其更加接近物理机理。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪论

1.1马氏体及马氏体相变

1.1.1马氏体相变的基本特征

1.1.2马氏体相变的应用

1.2形状记忆合金

1.2.1热弹性马氏体相变与形状记忆效应

1.2.2应力诱发马氏体相变与材料超导性

1.2.3形状记忆合金

1.2.4 CuAlNi合金的性质

1.3研究马氏体相变机理的意义

1.4国内外针对马氏体相变机理的工作与成果

1.4.1国外学者的研究现状

1.4.2国内学者的研究现状

1.4.3国内外文献综述的简析

1.5本章小结

第2章 马氏体相变声场与反问题的描述

2.1马氏体相变声场

2.2声发射技术概述

2.3利用声场研究马氏体相变机理的发展

2.4反问题的描述

2.4.1马氏体相变机理模型的参数化

2.4.2马氏体相变过程中的声场计算

2.4.3对计算所得模型表面信号的特征解析

2.5本章小结

第3章 马氏体相变声场算法设计

3.1算法的选择

3.1.1有限差分法的推导

3.1.2算法的推导

3.2时间精度及空间精度的证明

3.2.1空间精度的实现

3.2.2时间精度的实现

3.3稳定性分析

3.4无量纲化处理

3.5 本章小结

第4章 马氏体相变声场信号反演

4.1相变的理论模型及声场信号的正演和反演

4.2模型马氏体相的分布情况

4.3模型表面上点的位移时间历程和频谱图

4.4参数对声场信号影响的分析

4.5假设模型参数的反演

4.6本章小结

结论

参考文献

声明

致谢