熔敷金属断裂表面分维与其力学性能关系初探

摘要

该文综述了分形理论在物理、化学、计算机的科学方面的应用,并且重点介绍了分形理论在材料科学中的应用,在此基础上提出了该课题的研究思路,重点研究了金属断裂表面分形维数与金属力学性能之间的关系,并对其进行了系统的分析.采用焊条熔化焊,V型破口对接接头、拉伸试验、冲击实验、洛氏硬度测试、扫描电镜分析、光学金相分析、计算机图像处理等实验方法和手段,测量了焊条熔敷金属的力学性能,分析了熔敷金属中各元素的含量,采用了垂直截面法测量和计算出了拉伸和冲击断口的分形维数,并对金属断口分形维数与熔敷金属力学性能之间的关系进行了初步的探讨.结果表明: (1)采用了垂直截面法测量冲击和拉伸试样断口的分形维数,得到的分维值总在1-1.25之间. (2)从中心到边缘,拉伸断口分形维数成减小的趋势,对于冲击断口分形维数来说,平行与冲击面的平面分形维数成增加的趋势,而垂直与冲击面的分形维数呈减小的趋势. (3)分形维数与拉伸强度,屈服强度成开口向上的抛物线关系;分形维数与断面收缩率,伸长率成开口向下的抛物线关系;分形维数与冲击功成正比关系.

目录

摘要

Abstract

图表目录

第一章 文献综述——分形理论在金属断裂研究中的应用

1.1分形维数的定义及其计算的方法

1.1.1分形概述

1.1.2分形维数的定义

1.1.3分形维维数的测定和计算

1.2分形理论在材料学科中的应用

1.2.1在断裂研究中的应用

1.2.2分形理论在材料其它领域中的应用

1.3分形理论在其它学科中的应用

1.3.1生物学

1.3.2物理学和化学

1.3.3地球物理学

1.3.4计算机图形学

1.3.5分形在社会学中的应用

1.4分形理论在焊接方面的探讨与应用

1.4.1研究思路

1.4.2研究意义和应用前景

1.4.3研究目标和研究内容

1.4.4可行性分析

1.5文献综述结论

第二章试验材料及实验步骤

2.1试验材料

2.2试验方案

2.3本课题研究的技术路线

2.4具体试验方法和步骤

2.4.1制备拉伸试样

2.4.2制备冲击试样

2.4.3断口分析

2.4.4金相试样的取样和制备

2.4.5计算机图像处理技术与分形线的提取

2.4.6垂直截面法计算断口分维值

2.4.7建立分形维数与熔焊接头力学性能之间的关系

2.4.8光学金相分析

第三章实验数据处理与结果分析

3.1拉伸试验与冲击试验结果

3.1.1拉伸试验结果

3.1.2冲击试验结果

3.2断口分析

3.2.1拉伸断口分析

3.2.2冲击断口分析

3.3断口分形曲线的提取结果

3.4断口分形维数计算结果

3.5分维计算结果

3.6分维计算结果分析

3.7断口分形维数与熔焊接头力学性能的关系

3.8冲击断口分形维数和冲击韧度之间的关系

3.9讨论

3.10基于分形新的思路和方法

第四章结论

参考文献

硕士期间发表论文情况

致谢