材料疲勞損傷行為的先進(jìn)光源表征技術(shù)
為充分利用先進(jìn)光源實(shí)現(xiàn)材料缺陷演化及損傷行為的準(zhǔn)定量表征，兼容于先進(jìn)光源成像線站的原位加載機(jī)構(gòu)的研制為力學(xué)工作者和材料科學(xué)家提供了前所未有的機(jī)遇，進(jìn)而能夠建立基于材料表面/亞表面和內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)特征的更加準(zhǔn)確的服役壽命模型和更為完善的強(qiáng)度評(píng)價(jià)方法。本書是在總結(jié)了著者近年來基于同步輻射成像技術(shù)研究鋁合金熔焊接頭和鈦合金增材制件缺陷行為成果的基礎(chǔ)上完成的，也是著者團(tuán)隊(duì)圍繞“實(shí)驗(yàn)方法+仿真模擬+理論模型”等三個(gè)科學(xué)目標(biāo)的初步系統(tǒng)性總結(jié)。
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目錄
第1章 引言 1
第2章 同步輻射成像技術(shù) 4
2.1 同步輻射光源 4
2.1.1 同步輻射光源的產(chǎn)生 4
2.1.2 同步輻射光的特性 5
2.1.3 同步輻射裝置 6
2.2 同步輻射成像技術(shù) 8
2.2.1 同步輻射成像線站 8
2.2.2 同步輻射探測器 9
2.2.3 基于襯度的成像技術(shù) 10
2.2.4 圖像偽影的形成 14
2.2.5 偽影消除方法 15
2.3 X射線自由電子激光 19
2.3.1 自由電子激光技術(shù) 19
2.3.2 自由電子激光的特性 20
2.3.3 自由電子激光的應(yīng)用 20
2.4 散裂脈沖中子源 21
2.4.1 中子的產(chǎn)生及特點(diǎn) 21
2.4.2 織構(gòu)及殘余應(yīng)力測量 22
2.5 本章小結(jié) 27
參考文獻(xiàn) 27
第3章 原位成像加載裝置 29
3.1 加載機(jī)構(gòu)的發(fā)展 30
3.2 原位拉伸試驗(yàn)機(jī) 35
3.2.1 主功能設(shè)計(jì) 36
3.2.2 拉伸試驗(yàn)方法 37
3.3 原位疲勞試驗(yàn)機(jī) 38
3.3.1 主功能設(shè)計(jì) 38
3.3.2 作動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 40
3.3.3 夾持結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 46
3.3.4 信號(hào)采集模塊 49
3.3.5 系統(tǒng)集成及調(diào)試 53
3.3.6 疲勞試驗(yàn)方法 54
3.4 環(huán)境控制模塊 55
3.4.1 低溫疲勞行為 55
3.4.2 高溫疲勞行為 57
3.4.3 溫控裝置設(shè)計(jì) 58
3.4.4 溫控疲勞試驗(yàn)機(jī) 62
3.5 旋轉(zhuǎn)彎曲加載機(jī)構(gòu) 64
3.5.1 加載模式 64
3.5.2 主功能設(shè)計(jì) 66
3.5.3 作動(dòng)單元設(shè)計(jì) 67
3.5.4 夾持單元設(shè)計(jì) 68
3.5.5 載荷單元設(shè)計(jì) 68
3.6 本章小結(jié) 69
參考文獻(xiàn) 69
第4章 疲勞損傷評(píng)價(jià)模型 72
4.1 樣本信息聚集原理 72
4.1.1 疲勞數(shù)據(jù)建模方法 72
4.1.2 (X-x-x-x)型數(shù)據(jù) 76
4.1.3 (x-x-x-x)型數(shù)據(jù) 78
4.2 改進(jìn)的樣本集聚方法 79
4.2.1 數(shù)據(jù)建模的改進(jìn)方法 79
4.2.2 兩種數(shù)據(jù)的建模改進(jìn) 80
4.2.3 疲勞曲線擬合的改進(jìn) 82
4.2.4 車軸疲勞壽命估算 84
4.2.5 車輛焊接結(jié)構(gòu)材料 96
4.3 疲勞裂紋擴(kuò)展模型 102
4.3.1 裂紋擴(kuò)展的唯象模型 102
4.3.2 裂紋擴(kuò)展的理論模型 104
4.3.3 概率疲勞裂紋擴(kuò)展模型 125
4.4 本章小結(jié) 130
參考文獻(xiàn) 130
第5章 材料損傷的成像表征 137
5.1 損傷提取與重構(gòu) 137
5.2 缺陷信息統(tǒng)計(jì) 149
5.3 網(wǎng)格模型優(yōu)化 153
5.4 鋁合金的損傷行為 156
5.4.1 熔焊鋁合金 156
5.4.2 非焊鋁合金 168
5.5 增材材料的損傷行為 173
5.5.1 增材制造技術(shù) 174
5.5.2 鈦合金材料 175
5.5.3 鋁合金材料 179
5.5.4 其他結(jié)構(gòu)材料 181
5.6 復(fù)合材料的損傷行為 183
5.6.1 樹脂基復(fù)合材料 183
5.6.2 陶瓷基復(fù)合材料 185
5.6.3 金屬基復(fù)合材料 187
5.7 本章小結(jié) 189
參考文獻(xiàn) 189
第6章 基于成像數(shù)據(jù)的損傷評(píng)價(jià) 201
6.1 缺陷行為預(yù)測方法 201
6.1.1 臨界缺陷的定義 201
6.1.2 應(yīng)力集中效應(yīng) 204
6.1.3 缺陷擴(kuò)展區(qū) 211
6.2 缺陷致開裂行為 215
6.2.1 增材制造缺陷 216
6.2.2 鋁合金焊接缺陷 219
6.3 細(xì)觀損傷力學(xué)行為 222
6.3.1 損傷力學(xué)概念 223
6.3.2 細(xì)觀損傷力學(xué)模型 224
6.3.3 熔焊接頭的損傷機(jī)制 227
6.4 本章小結(jié) 233
參考文獻(xiàn) 234
附錄Ⅰ 238
附錄Ⅱ 240
附錄Ⅲ 242
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