基于聲彈性理論的超聲波評(píng)價(jià)焊接殘余應(yīng)力基礎(chǔ)研究
本文選題:L_(cr)波 + 焊接殘余應(yīng)力評(píng)價(jià); 參考:《江蘇科技大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:焊接結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制貫穿于焊接過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié),它不僅是保證焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)品安全、高效融入市場(chǎng)循環(huán)的關(guān)鍵,而且也是推動(dòng)焊接技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域得到可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。焊接殘余應(yīng)力是影響甚至決定焊接結(jié)構(gòu)質(zhì)量的關(guān)鍵因素,因而對(duì)焊接殘余應(yīng)力進(jìn)行評(píng)價(jià)是實(shí)現(xiàn)焊接結(jié)構(gòu)質(zhì)量保障的可行手段。但目前焊接殘余應(yīng)力評(píng)價(jià)方法均存在一定問(wèn)題,因而探討一種適用于焊接殘余應(yīng)力評(píng)價(jià)的技術(shù)方法就亟待解決。鑒于此,本課題以不銹鋼、碳鋼、鋁合金焊接結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,基于臨界折射縱波(L_(cr)波)聲彈性理論,探討了L_(cr)波評(píng)價(jià)其殘余應(yīng)力的技術(shù)方法與機(jī)理,借助互相關(guān)理論探討了互相關(guān)步長(zhǎng)對(duì)L_(cr)波評(píng)價(jià)焊接殘余應(yīng)力結(jié)果精度的影響規(guī)律,揭示了其影響機(jī)理;通過(guò)熱處理工藝,制備并探討了晶粒尺寸對(duì)L_(cr)波聲彈性系數(shù)的影響規(guī)律,獲得了晶粒尺寸與L_(cr)波聲彈性系數(shù)間的映射關(guān)聯(lián),結(jié)合彈塑性變形理論澄清了晶粒尺寸對(duì)L_(cr)波聲彈性系數(shù)的影響機(jī)理;借助不同焊接方法,獲得了不同結(jié)構(gòu)形式的焊接接頭,提出了晶粒尺寸影響L_(cr)波評(píng)價(jià)焊接殘余應(yīng)力的修正方法,實(shí)現(xiàn)了L_(cr)波評(píng)價(jià)焊接殘余應(yīng)力的研究;贚_(cr)波聲彈性理論,推導(dǎo)出適用于L_(cr)波評(píng)價(jià)焊接殘余應(yīng)力的傳播時(shí)間差-應(yīng)力理論公式,并實(shí)現(xiàn)了互相關(guān)步長(zhǎng)的優(yōu)化研究。結(jié)果表明:互相關(guān)步長(zhǎng)是影響超聲波聲時(shí)差計(jì)算結(jié)果的關(guān)鍵因素,隨互相關(guān)步長(zhǎng)增大,L_(cr)波傳播時(shí)間差結(jié)果精度逐漸提高,當(dāng)互相關(guān)步長(zhǎng)達(dá)到1周期時(shí),再隨互相關(guān)步長(zhǎng)增大,L_(cr)波傳播時(shí)間差結(jié)果基本保持不變。綜合認(rèn)為,1周期長(zhǎng)度為最佳互相關(guān)步長(zhǎng)。借助L_(cr)波聲彈性系數(shù)標(biāo)定試驗(yàn),通過(guò)斷口形貌明確了L_(cr)波評(píng)價(jià)304L不銹鋼、碳鋼(Q235鋼和45鋼)、6061鋁合金應(yīng)力的機(jī)理,建立了其晶粒尺寸對(duì)L_(cr)波聲彈性系數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系,揭示了其影響機(jī)理。結(jié)果表明:隨應(yīng)力增大,L_(cr)波在304L不銹鋼、碳鋼(Q235鋼和45鋼)、6061鋁合金中的傳播速度逐漸減小,當(dāng)應(yīng)力達(dá)到應(yīng)力轉(zhuǎn)折點(diǎn)時(shí),再隨應(yīng)力增大,L_(cr)波在其中的傳播速度隨應(yīng)力呈不規(guī)則變化。分析認(rèn)為304L不銹鋼、碳鋼(Q235鋼和45鋼)、6061鋁合金的各向異性組織結(jié)構(gòu)引起的不均勻彈塑性變形是導(dǎo)致上述結(jié)果的根本原因;隨晶粒尺寸增大,304L不銹鋼、碳鋼(Q235鋼和45鋼)、6061鋁合金的L_(cr)波聲彈性系數(shù)均逐漸減小,其變化速率亦逐漸變小。借助晶粒尺寸和L_(cr)波聲彈性系數(shù)間對(duì)應(yīng)關(guān)系,實(shí)現(xiàn)了L_(cr)波評(píng)價(jià)304L不銹鋼T型接頭、碳鋼激光焊對(duì)接接頭、6061鋁合金雙軸間攪拌摩擦焊接頭(SR-FSW)殘余應(yīng)力的研究,明確了其修正方法,并采用小孔法對(duì)其修正結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明:L_(cr)波評(píng)價(jià)304L不銹鋼T型接頭、碳鋼激光焊對(duì)接接頭、6061鋁合金SR-FSW殘余應(yīng)力與焊接殘余應(yīng)力理論分布規(guī)律基本吻合,與小孔法評(píng)價(jià)結(jié)果的最大誤差分別為31、29和25MPa,在誤差允許范圍內(nèi)。這也就表明本研究中的L_(cr)波評(píng)價(jià)焊接殘余應(yīng)力方法是可行的。
[Abstract]:On the basis of the theory of L _ ( cr ) wave acoustic elasticity , the influence of grain size on the residual stress of welding structure is discussed . The correlation between grain size and the elastic modulus of L _ ( cr ) wave is discussed .
【學(xué)位授予單位】:江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號(hào)】:TG404
【參考文獻(xiàn)】
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,本文編號(hào):2090688
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