抵紧网格法研究金属内部残余应变

发布时间：2025-06-19 02:21

　　压铸模具在使用的过程中会出现因疲劳而失效的现象,而导致这些疲劳产生的根本原因就是应力集中。所以为了延长材料的疲劳寿命,我们用锤击法对试样表面进行形变处理以获得预压应力层。为了探究锤击法对材料内部塑性区的影响,我们利用抵紧网格法对其塑性区进行了深入研究,并利用工业机器人进行模拟锤击。抵紧网格法是通过计算标定点位移来求得应变值的应变研究方法,是抵紧锤击法[1]的改进。标定线是利用改装的千分尺和硬质合金刀头在试样的抵紧面上绘制出的间距为0.2mm的网格线。将试样放入U形框内,用压紧横梁拴紧,在抵紧缝处进行多次单点锤击和静载压力(静压)实验。进行多次单点锤击实验的设备是自行设计、加工的设备,它可以使固定质量的重物沿着竖直的轨道自由下落一定距离,最终砸到垂直于试样抵紧缝处冲杆的末端,从而使冲头作用于材料抵紧缝。实验设计的重物自由下落高度(下落高度)为50 mm～150 mm五种高度;静压载荷设计为1 kN～5 kN五种压力:硬质合金冲杆的冲头球径为5mm,l0 mm和15mm三种;试样有DT4E特级电磁纯铁和4Cr5MoSiV1(ASTM标准称H13)热作模具钢两种。利用VHX-500基恩士数字显...

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 压铸模具
        1.1.1 模具钢的种类
        1.1.2 压铸工艺的介绍
        1.1.3 模具行业整体现状
        1.1.4 模具的寿命与失效
        1.1.5 常见失效形式
        1.1.6 模具失效形式分类
        1.1.7 热疲劳失效的过程
    1.2 残余应力以及格里菲斯理论
        1.2.1 结构材料受力与破坏分析
        1.2.2 伪各向同性材料对称性分析
    1.3 利用应变片测量材料残余应变
        1.3.1 动态应变法测量残余应变
        1.3.2 动态电阻应变仪的原理及应用
    1.4 应变片的工作原理及工作特性
        1.4.1 应变片工作原理
        1.4.2 应变片工作特性
    1.5 工业机器人的发展现状简介
        1.5.1 机器人技术的发端
        1.5.2 发展现状
第2章 实验材料与方法
    2.1 实验样品及器材
        2.1.1 样品的加工过程
        2.1.2 样品的自然参数
        2.1.3 实验设备参数
        2.1.4 桥路的连接
        2.1.5 锤击装置设计参数
        2.1.6 固定载荷的静载实验
        2.1.7 数控换向推进式气锤设计及安装
    2.2 实验方法
        2.2.1 抵紧网格法
        2.2.2 圆环离散测量法
        2.2.3 动态应变法
        2.2.4 工业机器人气锤
第3章 动态应变法对材料塑性区应变的研究
    3.1 回弹现象
    3.2 利用动态应变法研究论证抵紧状况的真实可靠性
    3.3 锤击点处切向应变分析
    3.4 锤击点处径向应变分析
    3.5 本章小结
第4章 抵紧网格法对塑性区应变的研究
    4.1 网格复刻法
    4.2 网格法逐点计算应变值的分析
        4.2.1 多次单点锤击应变分析
        4.2.2 静态固定载荷单点受压应变分析
        4.2.3 H13钢(4Cr5MoSiV1)静态固定载荷与单点锤击应变分析
    4.3 不同因素对应变分布特征参量的影响
        4.3.1 冲头球径及加载参数对应变分布特征参量的影响
        4.3.2 加载参数对应变分布特征参量的影响
        4.3.3 试样材料对应变分布特征参量的影响
    4.4 本章小结
第5章 结论
参考文献
作者简介
致谢



本文编号：4050704