脈沖電流法調(diào)控碳鋼殘余應(yīng)力的機(jī)理及相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“消除殘余應(yīng)力的電擊法及其應(yīng)用基礎(chǔ)研究”和航空科學(xué)基金項(xiàng)目“高精度加速度計(jì)穩(wěn)定化處理關(guān)鍵技術(shù)研究”，對(duì)脈沖電流法調(diào)控碳鋼殘余應(yīng)力的機(jī)理和相關(guān)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了研究。
　　第一章闡述了論文的研究背景、意義和內(nèi)容。首先，分析了殘余應(yīng)力的產(chǎn)生、分類、測(cè)量方法，以及對(duì)工件性能的影響，指出了調(diào)控殘余應(yīng)力的重要意義;其次，評(píng)述了殘余應(yīng)力調(diào)控技術(shù)和脈沖電流在材料處理中應(yīng)用的研究現(xiàn)狀;然后，重點(diǎn)分析了脈沖電流法調(diào)控殘余應(yīng)力的國(guó)

2、內(nèi)外研究現(xiàn)狀，指出了現(xiàn)有研究中存在的不足;最后，提出了本文的研究?jī)?nèi)容。
　　第二章研究了基于多尺度力學(xué)理論的殘余應(yīng)力松弛機(jī)理。首先，建立了殘余應(yīng)力松弛的連續(xù)介質(zhì)力學(xué)模型，確定了宏觀彈塑性變形與殘余應(yīng)力松弛的關(guān)系;然后，分別推導(dǎo)出了晶體切應(yīng)變速率與位錯(cuò)滑移和位錯(cuò)密度之間的關(guān)系，以及晶粒彈塑性變形與殘余應(yīng)力松弛之間的關(guān)系，解決了由微觀到宏觀的力學(xué)尺度轉(zhuǎn)換問(wèn)題;最后，基于位錯(cuò)牛頓力學(xué)模型、熱動(dòng)力學(xué)模型和位錯(cuò)密度演化規(guī)律，討論了位錯(cuò)與殘余

3、應(yīng)力的相互作用。
　　第三章研究了脈沖電流對(duì)碳鋼微觀結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)行為的作用機(jī)制。首先，建立了碳原子的電子拖拽力模型，分析了脈沖電流對(duì)淬火碳鋼試樣碳原子擴(kuò)散、偏聚行為的影響規(guī)律;然后，建立了位錯(cuò)的電子拖拽力模型，分析了電子拖拽力、Joule熱效應(yīng)、微觀結(jié)構(gòu)對(duì)位錯(cuò)動(dòng)態(tài)行為的作用機(jī)制;最后，建立了脈沖電流對(duì)碳鋼馬氏體晶界作用的力學(xué)模型，討論了脈沖電流影響馬氏體形貌的機(jī)制，分析了脈沖電流法通過(guò)對(duì)微觀結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)行為的作用調(diào)控殘余應(yīng)力的機(jī)理。

4、>　　第四章研究了趨膚效應(yīng)對(duì)脈沖電流調(diào)控碳鋼殘余應(yīng)力的影響。首先，根據(jù)Maxwell方程組，推導(dǎo)出了衰減振蕩脈沖電流通過(guò)矩形截面試樣時(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度、電流密度的解析表達(dá)式;然后，分析了趨膚效應(yīng)對(duì)碳原子和位錯(cuò)受到的電子拖拽力的影響規(guī)律，討論了趨膚效應(yīng)對(duì)殘余應(yīng)力的影響。
　　第五章實(shí)驗(yàn)研究了脈沖電流法調(diào)控殘余應(yīng)力的機(jī)理。首先，完善了脈沖電流法調(diào)控金屬試樣殘余應(yīng)力的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng);然后，實(shí)驗(yàn)研究了脈沖電流對(duì)淬火45鋼試樣力學(xué)性能的影響規(guī)律，主要包括