專(zhuān)業(yè)學(xué)位碩士生學(xué)位論文選題報(bào)告（精品）

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1、CentralSouthUniversityofForestry&Technology專(zhuān)業(yè)學(xué)位碩士生學(xué)位論文選題報(bào)告課題名稱(chēng)鋁合金厚板深孔法應(yīng)力測(cè)試及薄壁件形變分析領(lǐng)域名稱(chēng)研究方向?qū)W生姓名年級(jí)導(dǎo)師姓名所屬學(xué)院論文工作的機(jī)械工程機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化劉義鵬2014級(jí)廖凱副教授機(jī)電工程學(xué)院起止時(shí)間2015年3月-2016年5月填寫(xiě)日期:2015年4月15日一、課題的來(lái)源、研究的目的和意義(主要應(yīng)用前景)、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及水平。1?課題來(lái)源[1]參與國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目：航空薄壁構(gòu)件更形的數(shù)學(xué)預(yù)測(cè)模型構(gòu)建及調(diào)控方法研究，課

2、題編號(hào)：51475483,2015年1月~2018年12月。[2]廣西自然科學(xué)基金(青年基金)：高強(qiáng)鋁合舍厚板-薄壁構(gòu)件內(nèi)應(yīng)力重構(gòu)機(jī)理研究,課題編號(hào):2012GXNSFBA053150,2012年4月"2015年4月。2.研究目的和意義鋁合金具有密度小、比強(qiáng)度高、耐蝕性和成型性好、成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)，在航空、航天、船舶、核工業(yè)及兵器工業(yè)都有著廣泛的應(yīng)用前景及不可替代的地位,因而鋁合金技術(shù)被列為國(guó)防科技關(guān)鍵技術(shù)及重點(diǎn)發(fā)展的基礎(chǔ)技術(shù)⑴⑵。在航空方面，鋁合金是飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)的主要用材。我國(guó)自行設(shè)計(jì)研制的第二代戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)體

3、結(jié)構(gòu)用材鋁合金占80%以上,在研的第三代戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)用材仍在60%—70%0鋁合金的發(fā)展與航空事業(yè)的發(fā)展是密不可分的。20世紀(jì)初在萊特兄弟制造的飛機(jī)上就采用了AI?Cu?Mn合金鑄造的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄箱體o1906年A.Wilm在AI?Cu?Mg系合金中發(fā)現(xiàn)時(shí)效硬化現(xiàn)象，使鋁合金作為飛機(jī)主體結(jié)構(gòu)材料成為可能，此后，鋁合金作為飛機(jī)機(jī)體的主要結(jié)構(gòu)材料登上歷史舞臺(tái)⑴⑵。美國(guó)鋁業(yè)公司(Alcoa)、加拿大鋁業(yè)公司(Alcan)和Crous集團(tuán)是世界供應(yīng)鋁材厚板的三大巨頭，其中Alcoa所生產(chǎn)的厚板占世界份額的35%以

4、上，是世界主要航空器生產(chǎn)制造商的供貨者，其生產(chǎn)的厚板產(chǎn)品種類(lèi)達(dá)到11000種規(guī)格，涉及110種合金產(chǎn)品，產(chǎn)品中厚度最大達(dá)到406mm,寬度達(dá)到5334mm⑶⑷。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的鋁合金厚板生產(chǎn)，無(wú)論是從工藝、品質(zhì)、產(chǎn)能、品種、規(guī)格和性能等各個(gè)方面比較，都有很大差距?，F(xiàn)有國(guó)產(chǎn)高強(qiáng)鋁合金的服役性能還不能滿(mǎn)足當(dāng)前和未來(lái)的需要，而大規(guī)格與變斷面高性能鋁材(如厚度為80-200(400)mm,寬1200(5000)mm厚板)又是航天航空、地面運(yùn)載工具、核反應(yīng)堆構(gòu)件的必備材料，由于其制備難度大，國(guó)內(nèi)技術(shù)還不成熟，因此對(duì)

5、高性能大規(guī)格鋁材及其整體構(gòu)件的自主研發(fā)和生產(chǎn)是一項(xiàng)關(guān)系國(guó)家安全保障戰(zhàn)略的工程⑸⑹。3.國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀殘余應(yīng)力是當(dāng)沒(méi)有外力作用時(shí)，以平衡狀態(tài)存在于物體內(nèi)部的應(yīng)力。沒(méi)有通過(guò)物體表面向物體內(nèi)部傳遞應(yīng)力時(shí)，物體內(nèi)部保持平衡的應(yīng)力系統(tǒng)，稱(chēng)為固有應(yīng)力或初始應(yīng)過(guò)程中所經(jīng)歷的劇烈溫度變化與形狀變化，使得厚板內(nèi)部形成了較高強(qiáng)度的殘余應(yīng)力。這種殘余應(yīng)力的形成主要?dú)w結(jié)于在高溫冷卻時(shí)，厚板內(nèi)外、表里溫度變化不一致，造成冷熱收縮的不均勻，因而在材料內(nèi)部形成了平衡收縮力的內(nèi)應(yīng)力【7]I?。1925年，格?馬辛、MuraT、大衛(wèi)金科夫H.H

6、分別提出了殘余應(yīng)力的界定方法。根據(jù)殘余應(yīng)力的相互影響范圍大小可將殘余應(yīng)力分為宏觀殘余應(yīng)力和微觀殘余應(yīng)力【9][訕。1973年德國(guó)學(xué)者EoMacherauch進(jìn)而將宏觀殘余應(yīng)力稱(chēng)為第一類(lèi)殘余應(yīng)力，將微觀殘余應(yīng)力劃歸為第二類(lèi)、第三類(lèi)殘余應(yīng)力。宏觀殘余應(yīng)力是指作用于整個(gè)工件上的應(yīng)力，其大小、方向和性質(zhì)都可以依照宏觀力學(xué)方法來(lái)分析，是眾多晶粒間應(yīng)力相互作用的平均應(yīng)力。其作用和平衡范圍較廣，屬于遠(yuǎn)程內(nèi)應(yīng)力，內(nèi)應(yīng)力的變化會(huì)導(dǎo)致材料的宏觀變形。本文所涉及應(yīng)力論述都屬于第一類(lèi)殘余應(yīng)力。力。熱應(yīng)力和殘余應(yīng)力是固有應(yīng)力的一種。固有

7、應(yīng)力也稱(chēng)為內(nèi)應(yīng)力。厚板在生產(chǎn)和制備殘余應(yīng)力的檢測(cè)技術(shù)始于20世紀(jì)30年代，自20世紀(jì)50年代末到70年代初，隨著微電子技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)的普遍應(yīng)用，殘余應(yīng)力的檢測(cè)技術(shù)取得了突破性的進(jìn)展。測(cè)試儀器不斷改進(jìn)，試驗(yàn)方法逐步規(guī)范，測(cè)量數(shù)據(jù)的可性度大大提高。發(fā)展至今天共形成了數(shù)十種檢測(cè)方法，目前傳統(tǒng)殘余應(yīng)力的檢測(cè)方法主要分為兩大類(lèi)。2.1機(jī)械法機(jī)械法有盲孔法、深孔法、層削法、裂紋柔度法等機(jī)械法測(cè)量殘余應(yīng)力需釋放應(yīng)力，這就需要對(duì)工件局部分離或者分割，從而會(huì)對(duì)工件造成一定的損壞或者破壞，但機(jī)械法理論完善，技術(shù)成熟，目前在現(xiàn)場(chǎng)

8、測(cè)試中廣泛應(yīng)用，其中尤以淺盲孔法的破壞性最小。盲孔法是由Mather.J在1932年提出的，后由Soete發(fā)展完善而形成系統(tǒng)理論。該方法的基本思想是：在有一定初應(yīng)力的構(gòu)件表面鉆一個(gè)直徑2R(約2mm深度h(h>2R)的小盲孔，于是在盲孔附近表面由于釋放部分應(yīng)力而產(chǎn)生的位移和應(yīng)變。在實(shí)際測(cè)量時(shí)，首先在一定條件下做標(biāo)定試驗(yàn)，得到初應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系曲線(xiàn)，將標(biāo)定結(jié)果代入應(yīng)力■應(yīng)變通孔Kirc