【摘要】：隨著材料科學(xué)的不斷發(fā)展,工程界對(duì)材料力學(xué)性能測(cè)試與保障的要求越來(lái)越高。國(guó)內(nèi)外開(kāi)始重視材料性能試驗(yàn)機(jī)的研發(fā)與應(yīng)用,各種力學(xué)性能測(cè)試裝置的功能越來(lái)越完善。為了避免事故發(fā)生,提高產(chǎn)品質(zhì)量,通過(guò)力學(xué)性能試驗(yàn)對(duì)材料進(jìn)行研究顯得尤為重要。而大多數(shù)服役工況中,材料受載荷情況十分復(fù)雜。拉伸、彎曲兩種載荷是材料服役環(huán)境下最為典型的兩種受載形式,因而在材料力學(xué)性能測(cè)試中也被廣泛使用。無(wú)氧銅材料加工性能穩(wěn)定,常被應(yīng)用于汽車(chē)零部件、電線電纜等,因此,開(kāi)展無(wú)氧銅材料力學(xué)性能的研究,對(duì)于機(jī)械制造與機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域具有重要意義。論文在綜述分析拉伸、彎曲以及拉伸-彎曲復(fù)合作用下材料力學(xué)性能測(cè)試研究的基礎(chǔ)上,分析了拉伸、彎曲以及拉-彎復(fù)合加載測(cè)試?yán)碚?并就ANSYS Workbench軟件針對(duì)拉伸-彎曲復(fù)合加載的仿真方法進(jìn)行概述。在國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展及拉伸、彎曲相關(guān)理論的基礎(chǔ)上開(kāi)展本文的試驗(yàn)部分,利用課題組自制的多載荷多物理場(chǎng)耦合原位力學(xué)性能測(cè)試儀器,從不同加載條件下拉伸試驗(yàn)的研究和不同加載條件下彎曲試驗(yàn)的研究?jī)煞矫嫒胧?通過(guò)大量的重復(fù)性試驗(yàn)對(duì)無(wú)氧銅材料的相關(guān)力學(xué)性能進(jìn)行研究。本文對(duì)TU2無(wú)氧銅材料進(jìn)行不同條件下的拉伸以及施加不同預(yù)載荷的條件下的拉伸試驗(yàn),在單純拉伸試驗(yàn)中,分別針對(duì)不同軋制方向、不同加載速度的試樣進(jìn)行重復(fù)性試驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)軋制方向與拉伸方向呈0°的試樣,其測(cè)量出的彈性模量稍大于90°的試樣,且0°試樣的峰值應(yīng)力出現(xiàn)的較早,同時(shí)0°方向試樣的伸長(zhǎng)率普遍小于90°試樣;而對(duì)于不同加載速度的試樣,可以看出在本文所給的速度范圍內(nèi),隨著加載速度的增加,抗拉強(qiáng)度有所增加,但彈性模量無(wú)明顯的規(guī)律性變化。對(duì)于預(yù)載荷下的拉伸試驗(yàn),對(duì)試樣施加預(yù)循環(huán)拉伸載荷時(shí),試樣在經(jīng)過(guò)卸載后重新加載,其重新加載的曲線上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)明顯的凸起,上屈服點(diǎn)有所提升,隨著預(yù)循環(huán)次數(shù)增加,材料的拉伸卸載時(shí)的卸載弦模量均呈現(xiàn)出下降趨勢(shì);對(duì)試樣施加預(yù)彎曲撓度,其抗拉強(qiáng)度相對(duì)于純拉伸試樣有所下降,同時(shí)隨著預(yù)彎曲撓度的增加,材料伸長(zhǎng)率呈現(xiàn)不斷降低的趨勢(shì),但預(yù)彎曲撓度的大小對(duì)試樣抗拉強(qiáng)度影響不明顯,并結(jié)合掃描電子顯微鏡對(duì)預(yù)彎曲撓度下的拉伸斷口進(jìn)行觀察與分析。本文針對(duì)無(wú)氧銅試樣進(jìn)行兩端固定式三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)及預(yù)載荷下兩端固定式三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)。針對(duì)不同軋制方向的三點(diǎn)彎曲試驗(yàn),可以看出相對(duì)于軋制方向?yàn)?°的試樣,90°試樣在撓度為5mm時(shí),其對(duì)應(yīng)載荷有所增加,且90°試樣所對(duì)應(yīng)的曲線相對(duì)而言波動(dòng)略大;針對(duì)不同加載速度下的彎曲試驗(yàn),可以看出在所給速率范圍內(nèi),試樣的承載能力隨速度的增加呈現(xiàn)出略微增加的趨勢(shì),但相差不大。對(duì)于不同預(yù)載荷的彎曲試驗(yàn),對(duì)試樣施加預(yù)循環(huán)彎曲載荷,每經(jīng)過(guò)一次卸載后重新加載,載荷值都有一定程度的提高,屈服強(qiáng)度也會(huì)有所提高;對(duì)于施加預(yù)拉伸位移的試樣,在彈性范圍內(nèi)施加預(yù)拉伸位移,隨著位移的增加,可以提高無(wú)氧銅材料的抗彎曲性能,在預(yù)拉伸位移到達(dá)一定程度后,其抗彎曲性能會(huì)有所下降,但對(duì)材料施加預(yù)拉伸位移對(duì)試樣彈性模量沒(méi)有明顯影響。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TB301

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