首页> 中文学位 >爆炸焊接钢在轻气炮加载下的变形和损伤
【6h】

爆炸焊接钢在轻气炮加载下的变形和损伤

代理获取

目录

声明

第1章 引 言

1.1 研究的目的及意义

1.2 层裂研究的历史回顾

1.3 叠层材料界面的简述

1.4 研究的主要内容

第2章 实验技术与方法

2.1 爆炸焊接

2.1.1爆炸焊接原理

2.1.2 界面波的形成机理

2.2 层裂与纯压缩实验原理

2.2.1 一级轻气炮加载技术

2.2.2 样品设计原理

2.3 实验测量方法

2.3.1 光束阻挡系统(OBB)

2.3.2 多普勒光纤测速系统(DPS)

2.4 电子背散射衍射技术(EBSD)

2.4.1 EBSD技术介绍

2.4.2 EBSD样品制备

2.5能谱仪(EDS)

2.6 本章小结

第3章 爆炸焊接钢的宏观力学性能分析

3.1 材料的初始表征和基本参数

3.2 实验结果与分析

3.2.1 样品自由面速度剖面

3.2.2 爆炸焊接钢的自由面速度剖面

3.2.3 爆炸焊接钢与基体材料的自由面速度剖面比较

3.3 材料界面的力学性能分析

3.4 冲击压缩前后材料的元素扩散

3.5 本章小结

第4章 材料微观结构的变形和损伤分析

4.1 层裂及压缩实验的样品回收

4.2 爆炸焊接钢压缩后的损伤变形分析

4.2.1 基体区

4.2.2 细晶区

4.2.3 严重变形区

4.3爆炸焊接钢的损伤成核和长大特征

4.3.1 SEM分析

4.3.2 EBSD分析

4.3.3 与基体材料对比

4.4 本章小结

第5章 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 研究展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

展开▼

摘要

爆炸焊接材料具有结合力强、加工性能好以及成本低等优点,在国防、航空航天、交通运输、造船等领域有着广泛的应用。目前,对爆炸焊接材料的研究主要集中在焊接参数和界面形状对焊接质量的影响,以及不同金属焊接界面的抗拉、抗剪切、抗弯曲的能力等方面。对爆炸焊接材料在高应变率加载下的宏观响应研究较少,微观结构演化过程也尚不清楚。随着爆炸焊接材料在国防和航空航天领域的大量运用,其面临的服役环境趋于极端恶劣,需要考虑其在高应变率加载下的动态响应和损伤破坏问题,这些问题同时也是材料科学、物理及力学领域所关心的重要科学问题。因此,研究爆炸焊接材料的动态响应和变形损伤不仅有重要的科学意义,而且可以为改善爆炸焊接材料提供可靠的实验和理论依据。Q235和#45是普通碳钢,价格低廉,应用广泛,本文利用爆炸焊接的方法将两者焊接,利用轻气炮加载对焊接样品进行了平板撞击实验,研究其动态宏观响应和微观损伤变形特征。主要工作和创新点归纳如下: (1)利用轻气炮加载,对爆炸焊接钢Q235/#45进行了层裂和压缩实验,通过多普勒光纤测速系统(DPS)测得了样品的自由面速度,获得样品在不同飞片撞击速度下的Hugoniot弹性极限(HEL)和层裂强度,并将其与基体材料Q235进行了对比,分析了爆炸焊接钢的损伤变形特征。层裂实验中,爆炸焊接界面会阻碍裂纹扩展,使其发生钝化或偏折,从而减小了裂纹尖端的应力集中效应,使得爆炸焊接材料在高速和低速撞击下的层裂强度和Hugoniot弹性极限均比Q235的高。在压缩实验中,爆炸焊接钢和基体材料Q235在弹塑性转变过程中呈现明显的差异,爆炸焊接钢的自由面速度缓慢升高,而Q235的自由面速度先在Hugoniot弹性极限附近保持一段时间之后才快速增加。 (2)利用维氏硬度仪、扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射仪(EBSD),分析了冲击压缩后爆炸焊接钢界面的力学性能和微观损伤变形特征。SEM和EBSD表征结果显示,受冲击压缩后,爆炸焊接界面的细晶区产生了大量位错,严重变形区产生了大量的孪晶和亚晶界,使得这些区域的硬度得到了提升。 (3)对动态拉伸加载下的爆炸焊接钢进行了微损伤特征分析。随着拉伸应力的增加,微损伤首先在界面超细晶粒处成核,形成小孔洞,随着小孔洞生长相互贯通后形成裂纹且沿着波浪状界面不断扩展,最终导致界面完全裂开。由于界面和材料阻抗的差异,使得#45钢中应力拉伸持续时间比Q235中的长,从而造成#45钢中出现了较多的裂纹和孔洞,而Q235一侧几乎没有裂纹产生。

著录项

  • 作者

    余颖;

  • 作者单位

    武汉理工大学;

  • 授予单位 武汉理工大学;
  • 学科 物理学
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 祁美兰;
  • 年度 2018
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类
  • 关键词

    爆炸; 焊接钢; 轻气炮; 加载; 变形;

相似文献

  • 中文文献
  • 外文文献
  • 专利
代理获取

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号