高速列车底架用铝合金焊接接头疲劳裂纹扩展特性
CHARACTERISTICS OF FATIGUE CRACKPROPAGATION IN WELDED JOINT OFALUMINUM ALLOY USED IN VEICLE CHASISOF HIGH SPEED STRAIN
摘 要
Abstract
目 录
Contents
第1章 绪 论
1.1 课题来源及选题意义
1.2 Al-Zn-Mg 系合金的析出相
1.3 焊接残余应力数值模拟及影响因素研究现状
1.3.1 焊接热源模型
1.3.2 焊接残余应力数值计算材料模型
1.3.3 焊接残余应力影响因素
1.3.4 残余应力松弛行为
1.4 疲劳裂纹扩展的断裂力学方法研究现状
1.4.1 疲劳裂纹扩展速率基本公式
1.4.2 微观组织对疲劳裂纹扩展速率影响
1.4.3 焊接残余应力对疲劳裂纹扩展速率影响
1.5 本课题的主要研究内容
第2章 材料参量对焊接残余应力峰值的影响
2.1 引言
2.2 有限元模型的建立及典型金属焊接残余应力的分布特征
2.3 焊接过程非线性热物理-力学方程
2.4 材料热物理-力学参量对焊接残余应力影响分析
2.4.1 热导率调整及结果
2.4.2 比热容调整及结果
2.4.3 密度调整及结果
2.4.4 弹性模量调整及结果
2.4.5 热膨胀系数调整及结果
2.4.6 泊松比调整及结果
2.4.7 屈服强度调整及结果
2.5 讨论
2.6 本章小结
第3章 工作载荷下焊接残余应力松弛特性
3.1 引言
3.2 工作载荷下焊接残余应力松弛研究
3.2.1 静态拉伸载荷下焊接残余应力松弛研究
3.2.2 循环拉伸载荷下焊接残余应力松弛研究
3.3 接头软化特征对焊接残余应力松弛规律的模拟分析
3.3.1 低碳钢焊接残余应力松弛规律的模拟分析
3.3.2 接头无软化铝合金焊接残余应力松弛的模拟分析
3.3.3 接头软化铝合金焊接残余应力松弛的模拟分析
3.4 本章小结
第4章 底架结构危险部位应力场的有限元分析
4.1 引言
4.2 工作载荷下高速列车底架中应力场分布
4.2.1 高速列车底架结构有限元模型
4.2.2 10 吨拉载荷下底架结构应力分析
4.2.3 10 吨压载荷下底架结构应力分析
4.3 材料模型对焊接残余应力的影响
4.3.1 材料热物理-力学参量的确定
4.3.2 屈服应力硬化模型的确定
4.4 高速列车底架焊接过程数值模拟
4.4.1 双椭球热源模型的选择
4.4.2 焊接温度场的模拟结果
4.4.3 焊接残余应力场模拟结果
4.4.4 焊接残余应力与工作载荷叠加模拟结果
4.4.5 底架结构危险部位有效载荷谱确定
4.5 本章小结
第5章 材质因素对疲劳裂纹扩展的影响
5.1 引言
5.2 试验准备
5.2.1 试件的准备
5.2.2 试验设备
5.3 接头组织及力学性能分析
5.3.1 焊接接头材料成分及组织
5.3.2 接头力学性能
5.4 焊接接头疲劳裂纹扩展规律
5.4.1 焊接接头三区门槛值测定
5.4.2 焊接接头三区疲劳裂纹扩展速率
5.5 焊接接头疲劳裂纹扩展特征
5.5.1 焊接接头疲劳断口形貌
5.5.2 焊接接头三区疲劳裂纹扩展机制
5.5.3 疲劳裂纹尖端闭合行为有限元分析
5.6 焊接接头疲劳裂纹扩展速率曲线的归一化处理
5.7 本章小结
第6章 焊接残余应力对疲劳裂纹扩展的影响
6.1 引言
6.2 疲劳裂纹尖端的应力分布
6.2.1 应力分布的数值模拟
6.2.2 应力分布的锁相红外测定
6.2.3 应力分布的动态应变法测定
6.3 焊接残余应力场中疲劳裂纹扩展参量确定
6.3.1 残余应力与工作应力叠加的K 确定
6.3.2 裂纹尖端残余应力场演变分析
6.3.3 有效应力强度因子范围的确定
6.3.4 有效应力比的确定
6.3.5 焊接残余应力场下疲劳裂纹扩展公式的确定
6.4 疲劳裂纹扩展过程中残余应力演变的测量
6.4.1 裂纹扩展过程中集中残余应力重分布的测量
6.4.2 裂纹扩展过程中应力集中系数的确定
6.4.3 疲劳裂纹扩展过程中的焊接残余应力
6.5 焊接残余应力场中疲劳裂纹扩展特性
6.6 本章小结
结 论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文及其它成果
哈尔滨工业大学学位论文原创性声明及使用授权说明
致 谢
个人简历