本文關鍵詞：鋁鋼釬焊與粘接光纖傳感監(jiān)測的試驗及模擬

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【摘要】：鋁鋼異種金屬結構件的接頭質量優(yōu)劣受加工過程中接頭內部溫度與應變的影響,對加工連接過程進行實時監(jiān)測有助于有效改進加工工藝,以提高鋁鋼結構件的接頭質量。本文進行了鋁鋼釬焊與粘接過程中光纖傳感監(jiān)測的試驗及模擬研究,具體包括:采用先化學鍍后電鍍的方法對光纖Bragg光柵(FBG)進行了良好的金屬化增敏和保護,標定了金屬化后FBG的溫度和應變靈敏度系數(shù):化學鍍Ni電鍍Ni后FBG(#1FBG)、化學鍍Cu電鍍Cu后FBG(#2FBG)、化學鍍Ni電鍍Cu后FBG(#3FBG)溫度和應變靈敏度系數(shù)分別為KT1=20.17pm/℃、KT2=28.68pm/℃、KT3=30.69pm/℃和Kε1=1.7pm/με、Kε2=1.8pm/με、Kε3=2.5pm/με。研究了AlSi12共晶釬料對6061鋁合金和316L不銹鋼的潤濕性。在溫度為600℃條件下,制得了緊密結合的6061/AlSi12/316L釬焊接頭。采用硬釬焊方法很好的將化學鍍Ni電鍍Ni和化學鍍Ni電鍍Cu后的FBG埋入到鋁鋼釬焊接頭內部。采用參考FBG法實現(xiàn)了鋁鋼粘接固化過程中接頭內部溫度和應變演化歷程的傳感監(jiān)測,最大升溫值為ΔT=33.96℃,最大收縮應變值為Δε=-21.73με。以實際釬焊條件為ANSYS有限元模擬計算基礎,即設定釬焊過程中溫度變化為從600℃冷卻至25℃,模擬得出了金屬化后FBG埋入金屬材料(316L不銹鋼)表面過程中FBG監(jiān)測的波長漂移值為ΔλB=-6.94nm,模擬得出了埋入了FBG后的金屬材料在受外載荷作用時能作出響應且傳感應變靈敏度系數(shù)為Kε=1.3pm/με;模擬得出了金屬化后FBG在埋入金屬材料(6061鋁合金)表面U槽過程中FBG監(jiān)測的波長漂移值為ΔλB=-12.1nm。
【關鍵詞】：鋁鋼釬焊 光纖光柵 化學鍍電鍍 溫度應變監(jiān)測 有限元
【學位授予單位】：南昌大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP212;TG454
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 緒論8-21
• 1.1 光纖光柵傳感器概述8
• 1.2 光纖Bragg光柵傳感特性8-12
• 1.2.1 光纖Bragg光柵傳感原理8-9
• 1.2.2 FBG溫度傳感特性9-10
• 1.2.3 FBG應變傳感特性10-12
• 1.3 鋁鋼釬焊連接12-16
• 1.3.1 鋁鋼焊接中存在的難點12-14
• 1.3.2 鋁鋼釬焊意義及研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4 FBG在焊接領域中的應用16-18
• 1.5 FBG在聚合物凝固過程中溫度、應變實時監(jiān)測18-19
• 1.6 FBG溫度應變監(jiān)測結果分離方法19-20
• 1.7 本課題研究的主要內容20-21
• 第2章 實驗材料與設備21-24
• 2.1 實驗材料21
• 2.2 實驗設備21-24
• 2.2.1 FBG信號監(jiān)測設備21-22
• 2.2.2 加熱設備22-23
• 2.2.3 其它試驗設備23-24
• 第3章 FBG金屬化保護工藝及傳感特性24-45
• 3.1 FBG金屬化預處理24-25
• 3.2 FBG化學鍍技術25-29
• 3.2.1 FBG化學鍍Ni技術26-28
• 3.2.2 FBG化學鍍Cu技術28-29
• 3.3 FBG電鍍技術29-33
• 3.3.1 FBG電鍍Ni技術29-31
• 3.3.2 FBG電鍍Cu技術31-33
• 3.4 FBG金屬化保護封裝結果33-37
• 3.4.1 FBG化學鍍Ni電鍍Ni結果33-34
• 3.4.2 FBG化學鍍Cu電鍍Cu及化學鍍Cu電鍍Ni結果34-36
• 3.4.3 FBG化學鍍Ni電鍍Cu結果36-37
• 3.5 金屬化后FBG傳感特性37-43
• 3.5.1 金屬化后FBG溫度傳感特性37-40
• 3.5.2 金屬化后FBG應變傳感特性40-43
• 3.6 本章小結43-45
• 第4章 基于Al-Si釬料的鋁鋼釬焊連接45-57
• 4.1 Al-Si釬料對 316L不銹鋼及6061鋁合金潤濕性45-54
• 4.1.1 潤濕鋪展實驗方法與步驟46-47
• 4.1.2 Al-Si釬料在 316L及6061表面鋪展結果47-50
• 4.1.3 Al Si12在 316L及6061表面潤濕鋪展界面分析50-53
• 4.1.4 Al Si12對 316L及6061潤濕性小結53-54
• 4.2 6061鋁合金與 316L不銹鋼釬焊54-56
• 4.3 本章小結56-57
• 第5章 金屬化FBG的釬焊埋入工藝及模擬57-71
• 5.1 金屬化FBG釬焊埋入鋁鋼試驗57-59
• 5.2 鋁鋼粘接過程中FBG溫度和應變實時監(jiān)測59-62
• 5.3 光纖釬焊埋入金屬表面?zhèn)鞲斜O(jiān)測模擬62-69
• 5.3.1 ANSYS模擬分析概述62-64
• 5.3.2 光纖釬焊埋入金屬表面過程及力學響應模擬64-67
• 5.3.3 光纖釬焊埋入到U槽定位的金屬表面過程模擬67-69
• 5.4 本章小結69-71
• 第6章 結論與展望71-74
• 6.1 結論71-72
• 6.2 展望72-74
• 致謝74-75
• 參考文獻75-81
• 攻讀學位期間的研究成果81

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據庫 前3條

1 萬里冰,武湛君,張博明,王殿富;光纖布拉格光柵監(jiān)測復合材料固化[J];復合材料學報;2004年03期

2 鄭卜祥;宋永倫;張東生;姜德生;;光纖光柵傳感器在焊接應力在線監(jiān)測中的應用[J];焊接;2008年07期

3 劉樹英;，

本文編號：833765