一、电磁热效应止裂效果与电流通路尺寸关系的研究（论文文献综述）
卢铜钢[1]（2020）在《温度场下电磁轨道炮枢轨接触分析》文中进行了进一步梳理枢轨间接触特性分析一直是电磁轨道发射技术中的一个重要研究领域。尽管电磁轨道发射技术不断提升,但是枢轨间复杂的接触状态导致转捩发生、轨道磨损导致发射装置寿命降低,仍是制约电磁轨道发射装置实际应用的关键问题。因此本文考虑枢轨间接触电阻和接触压力的变化,应用有限元软件对电枢和轨道进行电磁-热-力耦合场计算,并在此基础上研究枢轨摩擦磨损特性,提出了应用电磁热止裂技术对含裂纹轨道损伤自修复的可行性。具体工作内容如下:采用有限元软件对电枢和轨道接触表面的温度场和应力场进行分析,计算过程中考虑了各个时刻接触电阻随接触压力的变化情况,同时研究了焦耳热和摩擦热共同作用下对电枢和轨道破坏的影响。研究发现,枢轨间接触电阻的变化趋势与脉冲电流、接触压力变化曲线呈负相关。轨道上温度和热应力呈阶梯状分布,且最大值发生发射初始位置;电枢表面熔化区域由尾部边缘向头部传播。电枢熔化在发射初期迅速形成,熔化深度不断加深,发射后期电枢熔化程度逐渐平缓。考虑枢轨材料弹性模量和硬度随温度变化规律,应用Archard磨损模型分析温度对枢轨间磨损量的影响。研究发现,枢轨间磨损量主要发生在电枢表面,且最大磨损量集中在电枢尾翼边缘区域。随着电枢运动过程,枢轨表面温度逐渐升高,接触区域材料的弹性模量和硬度降低,枢轨间磨损量增大。对含裂纹轨道电磁止裂机理进行分析,讨论了不同裂纹尖端张角大小对轨道电热特性的影响,论证了电磁热止裂技术对轨道自修复能力实际应用的可行性。研究结果发现,裂纹尖端区域的温升与张角有关,在裂纹深度和宽度一定的情况下,裂尖张角越大,温升越小。脉冲放电过程中,裂纹尖端明显钝化,裂尖张角曲率变大,有效避免了裂纹尖端应力集中,达到裂纹止裂目的。
杨琳[2]（2018）在《带裂纹金属材料在强电热与机械载荷作用下的损伤研究》文中研究说明在电磁发射过程中,工作电流在兆安量级,局部电流密度可达109A/m2量级,瞬间产生巨大的焦耳热,热量积累导致材料温度急剧升高,甚至达到熔点。电枢受到洛伦兹力的驱动以及尾部的电磁压力,轨道也多次发射时也受到复杂循环的电磁力作用,因此电磁发射过程就是一个瞬态强电热与机械载荷的耦合作用过程。当电枢和轨道材料中含有裂纹缺陷时,强电热与机械载荷将联合引发裂纹扩展和材料熔化等损伤,严重影响发射效率和身管寿命。本文针对电磁发射过程中含裂纹材料的损伤问题开展实验和理论研究,主要的研究内容和结果如下:设计不同裂纹尺寸和电流载荷条件,开展铝合金材料在强电热载荷作用下的裂尖熔化实验,建立与实验相对应的理论模型和有限元模型,对比计算结果与实验结果发现,影响裂尖损伤行为的主要因素是温度,是否考虑材料电阻率随温度的变化显着影响计算结果。强电热载荷使得裂纹尖端区域材料内部原子的扩散及位错的移动加速,材料内部的温度梯度使得裂尖区域显微结构发生改变,通过光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDX）、X射线衍射（XRD）和电子背散射衍射（EBSD）的观察,对裂纹尖端发生的微观组织改变进行研究分析。通过硬度测试和拉伸实验得到裂纹尖端微观硬度和材料力学强度的变化,获得了裂尖区域显微结构和宏观性能变化之间的影响规律。建立了带有单边裂纹的半无限大载流薄板结构在电热—机械载荷作用下的电场、温度场和应力场控制方程和边界条件,采用复变函数中保角映射和坐标变换的方法对方程进行求解。搭建了由高压脉冲电源和力学实验机构成的加载系统以及由罗氏线圈、超高速红外测温仪和高速摄影构成的测试系统,开展了瞬态强电热与机械载荷作用下带裂纹金属材料损伤实验,获得了裂纹尖端材料熔化和飞溅、裂纹张开和扩展行为的损伤演变过程。建立了电热—机械多物理场载荷作用下带裂纹金属材料的损伤行为仿真计算方法。采用间接方法求解耦合问题,将多物理场复杂载荷作用仿真分解为电热耦合、热-位移耦合、XFEM裂纹扩展和相变处理四个分析步,实现了对材料熔化及裂纹扩展行为的仿真模拟,并通过与实验的结果对比验证了仿真方法的有效性。
张铝镓,刘宏昭,康小丽[3]（2018）在《高速电主轴电磁加载温升分析》文中研究表明加载盘的温升是非接触电磁加载装置动态加载过程中的主要问题之一。电磁加载的本质是利用电磁力来模拟工作载荷,而在动态加载过程中加载盘内会产生涡流,从而导致加载盘发热。主要分析加载盘在不同转速下的温升情况。通过红外测温仪对加载盘进行实时温度测试,以分析、计算热功率为基础,根据加载装置实际尺寸利用瞬态热路法对加载盘温升进行求解,最终得到不同转速下加载盘温升的变化情况以及加载盘的温升特性,为改善本电磁加载装置提供了重要依据。
李彪[4]（2018）在《管道焊接件电磁热强化技术研究》文中研究表明在焊接过程中不可避免的会存在孔洞、裂纹等缺陷,这些缺陷的存在会极大的降低焊接件的使用寿命。尤其是在管道焊接领域,这些缺陷的存在不仅仅会影响焊接件的使用性能,在实际生活中还会造成较大的安全事故。本文以在石油运输、核设施中被广泛应用的316L不锈钢管道为研究对象,针对焊接中普遍存在的孔洞缺陷,结合理论分析、实验和数值模拟的方法对焊接接头进行电磁热止裂强化研究,主要的研究内容如下:首先借助柯西积分变换和流体力学平面势函数,建立了含空间孔洞缺陷的金属构件理论分析模型,结合电场基本知识构造出了电场中的复势函数,推导出含空间孔洞缺陷的金属构件在脉冲放电瞬间的热源功率和电流密度、温度场分布公式以及综合应力强度因子表达式,通过具体算例分析了在脉冲放电过程中孔洞附近某一点的温度变化情况。然后利用ZL-2超强脉冲放电装置完成了对含空间孔洞缺陷的316L不锈钢焊接件的电磁热止裂实验。通过对放电前后试件的拉伸性能、断口扫描、显微硬度和金相组织、表面残余应力进行对比分析,从宏观和微观的角度研究了脉冲放电对含孔洞缺陷的316L不锈钢管道焊接接头的强化效果和作用机理。运用ANSYS有限元分析建立了316L不锈钢试件的焊接有限元模型,采用生死单元法模拟了在焊接过程中的温度场、应力场的变化。利用热—电耦合及热—结构耦合建立了空间孔洞缺陷的有限元分析模型,求解了在电磁热止裂瞬间孔洞附近的电流密度、温度场和应力场分布。数值模拟的结果与理论分析、实验结果相互印证。本文从理论分析、数值模拟和实验研究三方面,验证了对含有空间孔洞缺陷的金属构件进行电磁热止裂的有效性,为电磁热止裂技术的应用打下了基础。
杜浩[5]（2018）在《2024T4铝合金板材脉冲电流辅助冲裁实验研究》文中认为电流辅助成形技术以其独有的诸多优点受到来自生产制造业以及科学界的广泛关注。对于2024T4铝合金等轻质高强度材料,由于其高强度、常温下低塑性的材料特性,在冲裁过程中存在模具磨损以及冲裁质量较差等问题。而且,由于冲裁边缘材料的加工硬化以及孔边形成的微裂纹及微孔洞,使得冲裁件在服役期间存在边缘断裂以及腐蚀开裂等潜在危险。因此,为解决上述问题,本文尝试将脉冲电流引入到2024T4铝合金板材的冲裁过程中,分析脉冲电流对冲裁件的宏微观作用机制,提高冲裁件的服役性能。设计了2024T4铝合金板材脉冲电流辅助冲裁实验装置及实施了脉冲电流辅助冲裁实验。结果表明,相较于传统冲裁而言,脉冲电流辅助冲裁过程中的冲裁载荷明显减少,其有可能归因于脉冲电流的电诱导退火效应及焦耳热效应,同时,由于脉冲电流减少了板料加工硬化及提升了板料塑性,使得冲裁件表面轮廓质量有明显提高;通过冲裁孔边缘的显微硬度分布来表征冲裁孔边缘的应变强化水平的研究结果来看由于脉冲电流的诱导退火效应,脉冲电流能够消除冲裁孔边缘的加工硬化以及部分削弱轧制板料的各向异性。通过研究脉冲电流对冲裁孔边缘力学性能以及孔边微观特征表明,在脉冲电流作用下孔边缘微裂纹发生愈合,提出了脉冲电流作用下冲裁孔边缘裂纹愈合机制。并且,分析了在脉冲电流作用下冲裁孔边缘晶粒细化的原因,建立了一种显微组织细化的机理。通过实验观察及分析可总结得到,冲裁孔边缘应变强化的部分消除、冲裁轮廓表面质量的提高、冲裁孔边缘微裂纹及微孔洞的愈合以及孔边缘局部区域显微组织细化是导致脉冲电流作用后冲裁件孔边缘拉伸力学性能及孔边翻边延伸性能提高的主要原因。针对冲裁孔边缘力学性能检测与微观特征的分析结果,本论文对含有裂纹及孔洞的薄板采用断裂力学中的电磁热效应进行理论分析,确定了电热效应作用下裂纹尖端的各物理场。同时,建立了有裂纹带孔板在脉冲电流作用下的热电力耦合有限元模型,分析结果发现:与理论分析一致的是脉冲电流在经过裂纹尖端时会产生绕流和集中,致使裂纹尖端处有较高的电流密度以及温度分布,且由于有裂纹带孔板温度场的分布不均匀性所导致的热压缩应力在裂纹尖端作用显着,其促进了裂纹的愈合及止裂。为了研究脉冲电流作用后2024T4铝合金冲裁构件在极端恶劣的空间环境以及易腐蚀的海洋环境中的腐蚀敏感性,采用浸泡法将脉冲电流作用后的冲裁件浸泡在中性氯化钠腐蚀溶液中一段时间,应用扫面电子显微镜以及能量色散谱仪来观察金属表面腐蚀形貌以及分析腐蚀产物成分。实验结果发现脉冲电流作用后冲裁件的耐腐蚀性能有所提高,其可归因于脉冲电流的诱导退火效应降低了板料内部的位错密度、冲裁孔边缘的晶粒细化促进了材料钝化膜生成能力、脉冲电流对冲裁孔边缘以及基体内部微裂纹及微孔洞的愈合作用减少了点腐蚀的缺陷源、脉冲电流促使了材料内部强化相的减少,降低了微腐蚀电偶对形成的机率。
王国峰,李骁,李丹峰,张凯锋[6]（2017）在《脉冲电流在塑性加工中的应用》文中进行了进一步梳理金属材料塑性变形时通入脉冲电流,在力学性能方面:材料的流变应力下降、塑性变形能力提高,同时有助于内部裂纹的止裂甚至愈合;在微观效应方面:电流的引入可以改善组织状态,加快再结晶过程,细化晶粒。在自阻加热工艺中,电流直接对坯料加热,降低了能耗,电流加热速度快,提高成形效率。举例说明了电流在热冲压技术、轧制技术和超塑成形技术等塑性加工工艺中的应用。在节能和高效成为材料加工领域主题的今天,脉冲电流在塑性加工领域的应用可以有力地推动尖端制造业,尤其是航空航天制造产业的发展。大量研究也已证明脉冲电流在材料加工领域有着深远的研究意义和广泛的应用价值。
张铝镓[7]（2017）在《电主轴非接触电磁加载理论及实验分析》文中研究表明高速电主轴在数控机床中是不可或缺的。近年来,随着人们对加工精度要求不断提高,电主轴的发展也变得非常迅速,这也使高速电主轴成为重点研究的对象。对电主轴进行加载试验以模拟实际工况,既能对其可靠性进行分析与研究,又能节约成本。针对传统的接触式加载中存在的摩擦、振动、噪声等问题,现有的非接触电磁加载方式可以避免这些问题,并且克服接触式加载存在的各种问题。本文对现有的国内外与电磁加载相关的和与电主轴加载相关的装置进行了系统的了解、介绍,阐述了各种加载装置的优缺点。对本项目的电主轴的电磁加载系统进行了理论分析,通过电磁学理论对电磁加载装置的电磁场进行了详细求解,主要包括动态磁场分布与动态电磁力,得出了本电磁加载装置的数学模型并利用ANSYS Maxwell软件进行了有限元仿真计算。由于在动态电磁加载过程中会导致加载盘发热严重,本文建立了发热功率的数学解析模型,通过推导,得到了发热功率的解析解,基于此,利用瞬态热路法得到了转速与加载盘温升的关系,同时进行了有限元分析,两者结果基本一致。介绍了本电磁加载系统,同时完成了实验数据的采集。包括径向加载力和加载盘的实时温升,所得结果和上述解析结果和有限元结果基本一致,验证了解析计算和有限元分析的正确性。此外,针对本加载装置的不足,本文从材料选择,加载盘结构设计等方面对本加载装置的改进提出了具体方法并进行了分析,为改进该电磁加载装置提供了充分依据。
杜文连[8]（2017）在《脉冲放电对含裂纹ZL303铝合金组织及性能影响的研究》文中指出结构件在使用的过程中会产生疲劳裂纹,裂纹的存在给实际生产和生活带来了严重的危害。利用电磁场的热效应对含裂纹金属构件的止裂强化是近几年发展起来的一种非平衡处理技术,但该技术对有色合金特别是铸造铝合金的研究尚未涉及,为将该技术扩展到有色合金领域,本文的研究对象为含单边裂纹的ZL303合金试件,采用实验、理论、数值模拟相结合的方法对其进行了电磁热止裂强化研究,具体研究内容如下:利用ZL-2超强脉冲放电装置对含裂纹ZL303合金试件进行电磁热止裂实验,并对止裂前后试件进行拉伸和冲击力学性能测试,对比分析电磁热止裂对其力学性能的影响。对止裂前后试件进行SEM断口扫描、显微硬度测试、金相试验,对比分析放电参数和试件尺寸对放电止裂效果的影响规律,从宏观和微观的角度研究了含裂纹ZL303合金试件的止裂效果及机理。对承受拉伸载荷的含裂纹ZL303合金试件进行了电磁热止裂理论研究,利用复变函数和积分变换的方法分析了放电止裂瞬间裂尖处的热源功率密度、温度场和裂尖处的综合应力强度因子,推导出放电止裂瞬间温度场和综合应力强度因子的表达式。利用ANSYS建立了含裂纹ZL303合金试件的电磁热止裂模型,模拟其放电止裂过程,得出试件通电瞬间的电流密度分布规律,并得出裂尖附近的温度场和应力场云图,分析温度场和应力场对裂纹扩展的作用趋势。从实验、理论、数值模拟三方面对含裂纹ZL303合金构件放电止裂的研究结果表明,利用电磁热止裂技术可以实现ZL303合金材料的裂纹止裂,为电磁热止裂技术在有色合金领域的研究和应用奠定基础。
任世晓[9]（2017）在《ZL102铸造铝合金结构电磁热强化分析》文中指出铸造铝合金在制造业中使用广泛,但是在铸造过程中所产生的孔洞缺陷是一直无法避免的问题。孔洞缺陷会影响铝合金材料的力学性能,降低零件的使用寿命。本文针对铸造铝合金ZL102中普遍存在的孔洞缺陷,通过理论分析、数值模拟和实验研究三者相结合的方法对其进行了电磁热强化研究,主要研究内容包括以下几个方面:建立含孔洞缺陷的ZL102理论分析模型,利用热源法和温度场边界条件导出脉冲放电瞬间孔洞缺陷附近的温度场,通过具体算例分析了孔洞附近某一点的温度变化,并画出温度变化曲线。利用儒可夫斯基保角变化将含孔洞缺陷的无限大的平薄板模型转换成了含有中心穿透型裂纹缺陷的平薄板模型,求解了缺陷附件区域的热应力强度因子。使用有限元分析软件ANSYS WORKBENCH建立了含孔洞缺陷ZL102试件的有限元分析模型,对含有孔洞缺陷的ZL102铝合金试件的电磁热强化实验进行了数值模拟,并分析了放电瞬间孔洞缺陷附近的电流密度、焦耳热、温度场、应力场和应变场。制备了ZL102铝合金平板试件,利用ZL-2型大功率脉冲放电装置完成试件的放电强化试验,对放电前后试件的抗拉伸性能、抗冲击性能、微观组织、电镜扫描、显微硬度进行了对比分析,研究了电磁热对含孔洞缺陷的铸造铝合金的强化效果和强化机理。本文从理论分析、数值模拟和实验研究三个方面对含有孔洞缺陷的ZL102铝合金试件进行了电磁热强化研究,结果均表明:电磁热止裂强化技术能够提高含有孔洞缺陷的ZL102铝合金试件的孔洞附近区域的力学性能,降低孔洞缺陷开裂的可能性,从而达到了止裂强化的研究目的。本文为电磁热止裂技术在含有孔洞缺陷的铸造铝合金领域的应用提供了借鉴。
邓德伟,于静,刘倩倩,于涛,张洪潮[10]（2016）在《裂纹止裂愈合技术发展现状及展望》文中研究表明裂纹是机械产品的主要失效形式之一,阻止宏观裂纹扩展或使微观裂纹愈合,不但可以确保机械产品的安全运行,还能够延长其使用寿命。综述了裂纹止裂愈合技术的国内外研究和发展现状及介绍了脉冲电流技术在材料制备加工中的应用,着重介绍了利用高强度脉冲电流瞬态能量输入进行裂纹止裂愈合的一种新途径。结合再制造产品的特点,提出脉冲电流裂纹止裂愈合在带有裂纹的零部件的再制造过程中的应用。依据近四十年来,裂纹止裂愈合研究方向的文献发表情况,以再制造为背景,提出裂纹止裂愈合技术的发展趋势和发展策略建议。
二、电磁热效应止裂效果与电流通路尺寸关系的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、电磁热效应止裂效果与电流通路尺寸关系的研究（论文提纲范文）
（1）温度场下电磁轨道炮枢轨接触分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 枢轨接触特性研究 |
| 1.2.2 枢轨间磨损仿真研究 |
| 1.2.3 电磁热止裂技术研究 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 电磁轨道炮的温度场与应力场仿真分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 电磁轨道炮热源分析及仿真计算模型 |
| 2.2.1 枢轨间接触表面热源分析 |
| 2.2.2 枢轨仿真分析模型 |
| 2.3 轨道接触表面多物理场耦合仿真分析 |
| 2.3.1 有限元模型仿真条件设置 |
| 2.3.2 轨道接触区域温度场分析 |
| 2.3.3 轨道接触区域应力场分析 |
| 2.4 电枢接触表面多物理场耦合仿真分析 |
| 2.4.1 电枢接触表面温度场分析 |
| 2.4.2 电枢接触表面应力场分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于温度场下枢轨间磨损分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 枢轨磨损机理及接触特性分析 |
| 3.2.1 基于ANSYS仿真的磨损计算模型 |
| 3.2.2 枢轨磨损仿真条件设置 |
| 3.2.3 枢轨磨损接触特性分析 |
| 3.3 枢轨接触面受温度影响下磨损分析 |
| 3.3.1 枢轨接触材料性质与温度的关系 |
| 3.3.2 温度作用下杨氏模量的变化对磨损的影响 |
| 3.3.3 温度作用下硬度的变化对磨损的影响 |
| 3.3.4 磨损仿真分析网格验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于电磁热对含裂纹轨道损伤自修复探索 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 理想裂纹尖端放电止裂技术研究 |
| 4.2.1 电磁热止裂技术强化机理分析 |
| 4.2.2 垂直于轨道表面的裂纹尖端数值分析 |
| 4.2.3 平行于轨道表面的裂纹尖端数值分析 |
| 4.3 含不同裂纹模型的轨道电磁-热-应力分析 |
| 4.3.1 轨道表面裂纹模型仿真设计 |
| 4.3.2 横向裂纹尖端不同张角的对比分析 |
| 4.3.3 纵向裂纹尖端不同张角的对比分析 |
| 4.3.4 含裂纹轨道仿真计算结果网格验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（2）带裂纹金属材料在强电热与机械载荷作用下的损伤研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题的研究意义 |
| 1.2 国内外研究概况 |
| 1.2.1 脉冲电流在金属中产生的效应 |
| 1.2.2 脉冲电流对金属材料的影响 |
| 1.2.3 脉冲电流处理在金属材料中的应用 |
| 1.2.4 电热—机械多物理场耦合分析 |
| 1.3 本论文的研究内容 |
| 第2章 强电热载荷作用下铝合金的裂尖熔化实验和仿真研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 预制裂纹铝合金材料裂尖熔化的实验研究 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 加载装置 |
| 2.2.3 试样设计 |
| 2.2.4 实验结果 |
| 2.3 预制裂纹尖端电热场的理论分析 |
| 2.3.1 简化模型 |
| 2.3.2 比拟关系 |
| 2.3.3 电流密度强度因子 |
| 2.3.4 温度场分布 |
| 2.4 预制裂纹尖端电热场的仿真分析 |
| 2.4.1 ABAQUS有限元软件 |
| 2.4.2 模型及材料参数 |
| 2.4.3 载荷及边界条件 |
| 2.4.4 仿真计算结果 |
| 2.5 计算与实验结果对比 |
| 2.5.1 理论与仿真计算的对比 |
| 2.5.2 计算与实验结果的对比 |
| 2.5.3 仿真模型优化 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 强电热载荷作用下铝合金裂尖显微结构及宏观性能研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 裂纹尖端显微组织观测 |
| 3.2.1 裂纹尖端显微组织观测 |
| 3.2.2 电子背散射衍射(EBSD)观测 |
| 3.2.3 能谱仪(EDS)观测 |
| 3.2.4 X射线衍射(XRD)观测 |
| 3.3 材料力学性能测试 |
| 3.3.1 微观硬度测试 |
| 3.3.2 拉伸性能测试 |
| 3.4 显微结构与力学性能关系 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 瞬态电热与机械载荷作用下带裂纹材料损伤行为研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 瞬态强电热与机械载荷作用下带单边裂纹材料的理论分析 |
| 4.2.1 电场分析 |
| 4.2.2 温度场分析 |
| 4.2.3 应力场分析 |
| 4.3 瞬态强电热与机械载荷作用实验平台的搭建 |
| 4.3.1 多物理场加载系统 |
| 4.3.2 测量及记录系统 |
| 4.3.3 试样设计及实验流程 |
| 4.4 铝合金材料的实验研究 |
| 4.4.1 单次脉冲加载实验 |
| 4.4.2 多次脉冲加载实验 |
| 4.5 紫铜T2材料的实验研究 |
| 4.5.1 多次脉冲加载对裂尖温度的影响 |
| 4.5.2 裂纹长度对裂尖温度的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 电热—机械多物理场耦合作用下裂纹损伤仿真研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 ABAQUS断裂力学分析 |
| 5.2.1 debond和Cohesive技术 |
| 5.2.2 扩展有限元(XFEM)方法 |
| 5.3 电热—机械多物理场裂纹损伤仿真方法 |
| 5.4 多物理场裂纹损伤仿真 |
| 5.4.1 仿真模型及材料参数 |
| 5.4.2 仿真结果及分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（3）高速电主轴电磁加载温升分析（论文提纲范文）
| 引言 |
| 1 电磁加载装置热功率分析 |
| 1.1 结构分析 |
| 1.2 热功率计算 |
| 2 建立加载盘温升模型 |
| 3 加载盘温升分析 |
| 3.1 温升与转速的关系 |
| 3.2 温升与电流的关系 |
| 3.3 温升与气隙的关系 |
| 4 结论 |
（4）管道焊接件电磁热强化技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 管道焊接技术发展现状 |
| 1.3 电磁热强化技术研究现状 |
| 1.3.1 焊接接头电磁热止裂强化基本原理 |
| 1.3.2 理论研究现状 |
| 1.3.3 实验研究概况 |
| 1.3.4 数值模拟研究 |
| 1.4 课题来源及本文研究的主要内容 |
| 第2章 含孔洞缺陷的焊接接头电磁热强化理论分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 数学基本方程 |
| 2.2.1 柯西积分 |
| 2.2.2 柯西-黎曼条件 |
| 2.2.3 复变函数 |
| 2.3 问题的提出 |
| 2.4 电流流动的复势函数 |
| 2.5 平面型孔洞的电流密度分析 |
| 2.6 空间孔洞的温度场分析 |
| 2.7 应力强度因子的分析 |
| 2.7.1 热应力强度因子 |
| 2.7.2 机械载荷应力强度因子的求解 |
| 2.7.3 综合应力强度因子的确定 |
| 2.8 算例分析 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 316L管道焊接接头脉冲放电强化实验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 焊接试件的制备 |
| 3.2.1 材料的选取 |
| 3.2.2 焊接件工艺设计 |
| 3.3 脉冲放电实验 |
| 3.3.1 脉冲放电实验设备 |
| 3.3.2 放电强化实验 |
| 3.4 316L焊接接头金相组织分析 |
| 3.4.1 金相试件的制备 |
| 3.4.2 母材区金相组织分析 |
| 3.4.3 熔合区金相组织分析 |
| 3.4.4 焊缝区金相组织分析 |
| 3.5 316L焊接接头力学性能分析 |
| 3.5.1 焊接接头的拉伸性能分析 |
| 3.5.2 焊接接头拉伸断口分析 |
| 3.5.3 焊接接头的显微硬度分析 |
| 3.6 放电前后焊接残余应力的测量与分析 |
| 3.6.1 残余应力的测定方法 |
| 3.6.2 X射线测定法的测定基本原理 |
| 3.6.3 放电前后残余应力对比实验 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 316L管道焊接接头电磁热强化数值模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 焊接有限元分析过程 |
| 4.3 焊接热传播基本定律 |
| 4.3.1 热传导定律 |
| 4.3.2 对流传热定律 |
| 4.3.3 辐射传热定律 |
| 4.4 焊接过程有限元模拟 |
| 4.4.1 焊接件模型 |
| 4.4.2 网格划分 |
| 4.4.3 焊接模型简化 |
| 4.4.4 生死单元法 |
| 4.4.5 焊接有限元结果的分析 |
| 4.5 电磁热止裂模拟的基本方程 |
| 4.5.1 热传导方程 |
| 4.5.2 电传导方程 |
| 4.5.3 对流换热方程 |
| 4.5.4 热应力方程 |
| 4.6 电磁热止裂有限元求解 |
| 4.6.1 计算模型 |
| 4.6.2 含孔洞缺陷的有限元模型 |
| 4.6.3 放电过程的条件设置 |
| 4.6.4 放电瞬间的电流密度和温度场 |
| 4.6.5 放电瞬间的应力场分布 |
| 4.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（5）2024T4铝合金板材脉冲电流辅助冲裁实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 传统冲裁加工工艺概述及研究现状 |
| 1.2.1 传统冲裁加工工艺概述 |
| 1.2.2 冲裁加工工艺研究现状 |
| 1.2.3 改善冲裁边缘质量的现有方法及其局限性 |
| 1.3 电流/电场在金属材料加工中的应用 |
| 1.3.1 电流在超塑成形中的应用 |
| 1.3.2 电流在板材塑性成形中的应用 |
| 1.3.3 电流在体积成形中的应用 |
| 1.3.4 电流在管材成形中的应用 |
| 1.3.5 电流在冲裁工艺中的应用 |
| 1.4 电流/电场作用下金属材料塑性成形特性及影响机制 |
| 1.4.1 电致塑性效应 |
| 1.4.2 极性效应 |
| 1.4.3 裂纹止裂及愈合效应 |
| 1.4.4 金属材料组织性能影响 |
| 1.4.5 电致超塑性效应 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第二章 脉冲电流辅助冲裁工艺探索及结果分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料 |
| 2.3 脉冲电流辅助冲裁实验装置 |
| 2.4 实验方案及实验过程 |
| 2.5 实验结果分析 |
| 2.5.1 冲裁件温度 |
| 2.5.2 最大冲裁力 |
| 2.5.3 通电方式及脉冲电流密度对冲裁轮廓区域尺寸的影响 |
| 2.5.4 脉冲电流对冲裁孔边缘应变强化的影响 |
| 2.5.4.1 脉冲电流对材料基体显微硬度的影响 |
| 2.5.4.2 脉冲电流对剪切表面应变强化的影响 |
| 2.5.4.3 脉冲电流对剪切影响区应变强化的影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 冲孔边缘力学性能检测与微观特征分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 脉冲电流对带孔板孔边缘拉伸力学性能的影响 |
| 3.3 脉冲电流对冲裁孔边缘翻边延伸性能的影响 |
| 3.3.1 扩孔实验方案及实验装置 |
| 3.3.2 扩孔过程分析及扩孔件孔边裂纹观察 |
| 3.3.3 脉冲电流对扩孔力及扩孔率的影响 |
| 3.4 脉冲电流对冲裁孔边缘裂纹的影响 |
| 3.4.1 冲裁孔边缘裂纹观察 |
| 3.4.2 冲裁孔边缘裂纹及孔洞愈合机理 |
| 3.5 脉冲电流对冲裁孔边缘显微组织的影响 |
| 3.5.1 冲裁孔边缘显微组织观察 |
| 3.5.2 冲裁孔边缘显微组织演化机理 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 脉冲电流对冲裁件性能的影响机理与有限元分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 脉冲电流裂纹愈合及止裂理论分析 |
| 4.2.1 电致裂纹尖端温度场的确定及分析 |
| 4.2.2 通电止裂前后应力强度因子分析 |
| 4.2.3 电热效应在裂纹尖端产生的热压应力分析 |
| 4.2.4 电热效应对裂纹尖端应力集中的影响 |
| 4.2.5 通电止裂后裂纹的形成功及晶粒细化的强化效果 |
| 4.3 脉冲电流裂纹愈合及止裂有限元分析 |
| 4.3.1 热电力耦合理论分析 |
| 4.3.2 热电力耦合数值分析模型 |
| 4.3.3 热电耦合数值结果分析 |
| 4.3.4 热力耦合数值结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 脉冲电流对冲裁件耐腐蚀性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 铝及铝合金腐蚀类型及其腐蚀机理 |
| 5.2.1 铝和铝合金及其氧化物的耐腐蚀性能 |
| 5.2.2 铝及铝合金腐蚀类型及其腐蚀机理 |
| 5.2.2.1 全面腐蚀 |
| 5.2.2.2 点腐蚀 |
| 5.2.2.3 晶间腐蚀 |
| 5.2.2.4 剥落腐蚀 |
| 5.2.2.5 应力腐蚀 |
| 5.2.2.6 电偶腐蚀 |
| 5.2.2.7 焊缝腐蚀 |
| 5.3 实验方案及实验装置 |
| 5.3.1 腐蚀冲裁件制备过程及实验方案 |
| 5.3.2 腐蚀实验流程及实验装置 |
| 5.4 脉冲电流对冲裁件耐腐蚀性能的影响 |
| 5.4.1 原始组织观察及相成分分析 |
| 5.4.2 冲裁件腐蚀形貌分析 |
| 5.4.3 冲裁件腐蚀产物的EDS分析及腐蚀机理 |
| 5.4.4 脉冲电流对冲裁件耐腐蚀性能影响的机制 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间发表的学术论文及研究成果 |
（6）脉冲电流在塑性加工中的应用（论文提纲范文）
| 电流在材料塑性加工中的宏观效应 |
| 1电致塑性效应 |
| 2极性效应 |
| 3止裂效应 |
| 电流在材料塑性加工中的微观效应 |
| 电流在材料塑性加工中的应用 |
| 1热冲压技术 |
| 2轧制技术 |
| 3超塑成形技术 |
| 结论 |
（7）电主轴非接触电磁加载理论及实验分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1.绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 电主轴加载实验发展现状 |
| 1.2.1 国外电主轴加载实验发展现状 |
| 1.2.2 国内电主轴加载实验发展现状 |
| 1.3 本文主要研究内容和研究方案 |
| 2 加载装置电磁场及电磁力求解 |
| 2.1 二维静态电磁力解析计算 |
| 2.2 二维静态电磁力有限元求解 |
| 2.3 二维动态电磁场分析 |
| 2.3.1 二维动态电磁力解析计算 |
| 2.3.2 二维动态电磁力有限元计算 |
| 2.4 三维电磁求解以及有限元方法基础 |
| 2.4.1 标量磁位法原理 |
| 2.4.2 矢量磁位法原理 |
| 2.4.3 有限元法基础 |
| 2.5 三维静态电磁场分析 |
| 2.6 三维动态电磁场分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 加载盘的温升分析 |
| 3.1 传热过程 |
| 3.2 功率分析 |
| 3.3 加载盘的温升计算 |
| 3.3.1 瞬态热路法 |
| 3.3.2 有限元计算 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 实验装置介绍及测试 |
| 4.1 高速电主轴实验台 |
| 4.1.1 加载盘 |
| 4.1.2 电磁铁 |
| 4.1.3 电源 |
| 4.1.4 散热器 |
| 4.2 径向加载力测试 |
| 4.3 加载盘温升测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 加载装置的改进 |
| 5.1 加载盘材料对加载力的影响 |
| 5.2 加载盘结构对加载力的影响 |
| 5.3 加载盘的切向力分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 7 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文 |
（8）脉冲放电对含裂纹ZL303铝合金组织及性能影响的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 裂纹止裂研究现状 |
| 1.3 电磁热裂纹止裂研究现状 |
| 1.3.1 电磁热止裂基本原理 |
| 1.3.2 试验研究现状 |
| 1.3.3 理论研究现状 |
| 1.3.4 数值模拟研究现状 |
| 1.4 课题来源及研究内容 |
| 1.4.1 课题来源 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 第2章 含裂纹ZL303合金试件放电止裂试验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 电磁热止裂原理及影响因素 |
| 2.2.1 电磁热止裂原理 |
| 2.2.2 高强脉冲放电装置 |
| 2.2.3 脉冲电流对裂纹止裂效果的影响因素 |
| 2.3 试验过程 |
| 2.3.1 试验材料 |
| 2.3.2 试件制备 |
| 2.3.3 放电试验过程及现象 |
| 2.3.4 力学性能测试 |
| 2.3.5 显微组织观察 |
| 2.3.6 显微硬度测试 |
| 2.3.7 试验技术路线 |
| 2.4 试验结果与分析 |
| 2.4.1 放电参数对裂纹止裂效果的影响 |
| 2.4.2 试件尺寸对裂纹止裂效果的影响 |
| 2.4.3 脉冲电流处理对含裂纹ZL303合金试件的影响 |
| 2.5 脉冲放电止裂机理 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 含裂纹ZL303合金试件放电止裂理论分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 数学基础知识 |
| 3.2.1 柯西积分 |
| 3.2.2 柯西-黎曼微分方程 |
| 3.2.3 共形映射 |
| 3.3 含单边裂纹导电薄板的温度场 |
| 3.3.1 热源功率密度确定 |
| 3.3.2 裂纹尖端温度场 |
| 3.3.3 算例分析 |
| 3.4 拉伸载荷作用下通电瞬间应力强度因子分析 |
| 3.4.1 应力强度因子分析 |
| 3.4.2 电热应力强度因子 |
| 3.4.3 综合应力强度因子 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 含裂纹ZL303合金试件放电止裂数值模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 ANSYS有限元方法与过程 |
| 4.2.1 分析方法 |
| 4.2.2 分析过程 |
| 4.3 电磁热止裂模拟引入的基本方程 |
| 4.3.1 电传导方程 |
| 4.3.2 热传导方程 |
| 4.3.3 对流换热方程 |
| 4.3.4 热-电耦合方程 |
| 4.3.5 热应力方程 |
| 4.4 问题简化 |
| 4.5 含裂纹ZL303试件止裂的模拟 |
| 4.5.1 计算模型 |
| 4.5.2 含裂纹ZL303有限元模型 |
| 4.5.3 放电止裂瞬间电流密度和温度场分布 |
| 4.5.4 放电止裂瞬间裂尖热应力场分布 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（9）ZL102铸造铝合金结构电磁热强化分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 理论研究状况 |
| 1.2.2 数值模拟研究现状 |
| 1.2.3 实验研究现状 |
| 1.3 课题来源与内容 |
| 1.3.1 课题来源 |
| 1.3.2 主要研究内容 |
| 第2章 ZL102电磁热止裂理论分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 孔洞的形成 |
| 2.3 理论模型 |
| 2.4 含有圆形孔洞金属薄平板内部电流密度及热源强度求解 |
| 2.5 热源法与温度场分析 |
| 2.6 边界条件分析 |
| 2.7 算例分析 |
| 2.8 应力强度因子分析 |
| 2.8.1 应力强度因子的概念 |
| 2.8.2 外力作用下应力强度因子分析 |
| 2.8.3 热应力作用下应力强度因子 |
| 2.8.4 综合应力强度因子 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 含孔洞缺陷铝合金构件电磁热强化数值模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 数值模拟中的理论与方程式 |
| 3.2.1 热传导方程 |
| 3.2.2 电传导方程 |
| 3.2.3 对流换热方程 |
| 3.2.4 热-电耦合有限元方程 |
| 3.2.5 热应力有限元方程 |
| 3.3 数值模拟时需要注意的几个问题 |
| 3.3.1 固液相变潜热 |
| 3.3.2 脉冲放电过程中的金属相变 |
| 3.3.3 脉冲放电电流大小与放电时间临界条件的选择 |
| 3.4 数值模拟研究对象 |
| 3.5 有限元几何模型 |
| 3.6 网格划分 |
| 3.7 边界条件设置 |
| 3.8 放电模拟过程的假设条件设置 |
| 3.9 放电模拟过程的电流密度分析 |
| 3.10 放电模拟过程中的焦耳热和温度场分析 |
| 3.11 电磁热强化应力场分析 |
| 3.12 应变场分析 |
| 3.13 本章小结 |
| 第4章 ZL102电磁热强化实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 电磁热强化实验设备 |
| 4.3 实验试件的制备 |
| 4.4 放电实验 |
| 4.5 力学拉伸实验 |
| 4.6 力学冲击实验 |
| 4.7 金相实验对比分析 |
| 4.7.1 金相试件的制备 |
| 4.7.2 ZL102铝合金金相分析 |
| 4.7.3 孔洞缺陷附近组织对比分析 |
| 4.8 断口分析 |
| 4.9 显微硬度分布对比分析 |
| 4.10 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
四、电磁热效应止裂效果与电流通路尺寸关系的研究（论文参考文献）
- [1]温度场下电磁轨道炮枢轨接触分析[D]. 卢铜钢. 燕山大学, 2020(01)
- [2]带裂纹金属材料在强电热与机械载荷作用下的损伤研究[D]. 杨琳. 北京理工大学, 2018(07)
- [3]高速电主轴电磁加载温升分析[J]. 张铝镓,刘宏昭,康小丽. 机械强度, 2018(03)
- [4]管道焊接件电磁热强化技术研究[D]. 李彪. 燕山大学, 2018(05)
- [5]2024T4铝合金板材脉冲电流辅助冲裁实验研究[D]. 杜浩. 南京航空航天大学, 2018(02)
- [6]脉冲电流在塑性加工中的应用[J]. 王国峰,李骁,李丹峰,张凯锋. 航空制造技术, 2017(18)
- [7]电主轴非接触电磁加载理论及实验分析[D]. 张铝镓. 西安理工大学, 2017(02)
- [8]脉冲放电对含裂纹ZL303铝合金组织及性能影响的研究[D]. 杜文连. 燕山大学, 2017(04)
- [9]ZL102铸造铝合金结构电磁热强化分析[D]. 任世晓. 燕山大学, 2017(04)
- [10]裂纹止裂愈合技术发展现状及展望[J]. 邓德伟,于静,刘倩倩,于涛,张洪潮. 机械工程学报, 2016(07)