超聲空化改性是利用超聲作為能量源通過作用于液體介質(zhì)產(chǎn)生的空化泡潰滅釋放的沖擊波或微射流不斷撞擊金屬材料表面,引發(fā)材料表面發(fā)生強烈塑性變形以期實現(xiàn)對材料表面的改性。與常見的電鍍、熔融改性方式不同,超聲空化改性是一種只針對材料自身表面在不引入外界新物質(zhì)的基礎(chǔ)上通過機械手段得到的新型改性方式。為了對超聲空化改性的機理做全面深入的研究,本文分別建立了微射流和沖擊波對材料的沖擊模型并對形成的殘余應力場做了數(shù)值模擬,最后分析了超聲空化改性的工藝參數(shù)對材料組織性能的影響規(guī)律并進行了相關(guān)試驗研究。本文從超聲空化相關(guān)理論知識點出發(fā),對空化機理和空泡動力學作出介紹。探討了超聲空化泡潰滅沖擊對材料產(chǎn)生的塑性變形和殘余應力機理,以及對材料表層晶粒尺寸變化的影響。利用ANSYS/LS-DYNA和ABAQUS軟件分別建立了 AZ31B鎂合金微射流和沖擊波的有限元模型,對材料造成的沖擊壓力和殘余應力場進行仿真模擬,研究了不同液體環(huán)境、不同沖擊速度的微射流及不同峰值壓力的沖擊波對材料產(chǎn)生沖擊壓力和殘余應力的影響,獲得了不同參數(shù)下材料表層殘余應力的變化規(guī)律并對表層晶粒的運動做了分析討論。本文對AZ31B鎂合金進行了超聲...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１德國Ｐａｕｌ?Ｈｏｒｎ公司刀具［２９］?圖１．２新加坡Ｓｕｐｅｒｉｏｃｏａｔ公司的氮碳化鈦涂層＿??

如美國的ＡＳＡＰ（Ａｄｖａｎｃｅｄ?Ｓｕｒｆａｃｅ?Ａｎｄ?Ｐｒｏｃｅｓｓ?Ｉｎｃ．）公司利用電火花沉積技術(shù)??應用到航空航海等特殊環(huán)境下進行零件的修復工作，德國Ｐａｕｌ?Ｈｏｒｎ公司利用ＰＶＤ濺??射技術(shù)使涂層質(zhì)量和性能再一次實現(xiàn)了顯著提升，圖１．１為該公司生產(chǎn)的刀具；新加??....

圖２＿１空泡受力分析??

采用球形模型作為對單空泡動力學特征的研宄，該模型包含以氣泡存在的液體介質(zhì)是不可壓縮的??氣泡泡心固定，不考慮重力作用；??不考慮泡內(nèi)化學反應；??不考慮水蒸氣的相變；??運動過程中氣泡沒有能量損失；??氣泡的運動過程是絕熱的；??空化泡只進行徑向運動，在膨脹和收縮過程中保持球形；....

圖２．２超聲空化過程的液體回流現(xiàn)象??

下降的過程中，在極短的時間內(nèi)對周圍液體產(chǎn)生擠壓，使部分液體遠離工具頭；當工??具頭上升的過程中，周圍液體回流到被工具頭排開的那部分體積內(nèi)，來回往復，使液??體產(chǎn)生流速，如圖２．２所示。根據(jù)伯努利原理的著名推論，得到液體產(chǎn)生的壓力隨液??體速度的變化而變化。??假設(shè)Ａ、Ｂ分別為液體....

圖２．３?ｐｃ、炙、ｒｃ與ｉ？ｃ的變化關(guān)系圖??

?３Ｐ０Ｒ３／ｒ??聯(lián)立上式（２．１９）、（２．２０）、（２．２１）可得出不同起始半徑ｉ？。所對應的臨界壓力??＆、臨界半徑＆和達到臨界半徑的特征時間７；的值，變化規(guī)律如圖２．３。??＾??ｊ?縱???？?ｆｅ界半徑兒?／ｙ?＋持證時，??■——Ｒ；?ｍａｉｔ＇?＇?＇趨勢線?々....

本文編號：3991188