复杂载荷下硅铝合金力学性能测试研究

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硅铝合金具有热导性好,刚度高,重量轻,耐腐蚀,耐磨性好等众多优良性能,在航空航天、汽车和便携式电子器件等领域内应用十分广泛。因工程领域对其性能需求逐步提高,其制备方法和热处理工艺成为近年国际学术界的研究热点,合金产品的力学性能得以不断提高。然而,材料通常在复杂载荷环境下使用服役,针对复杂载荷下硅铝合金的力学性能国内外缺乏深入研究。深入开展复杂载荷作用下硅铝合金的力学性能测试研究,对于揭示其实际服役工况下的力学行为与损伤机制具有重要意义,相关研究也将为该类材料的研发工艺改进和质量严控提供基础性数据支撑。本文在综述分析硅铝合金的应用和复杂载荷测试技术国内外发展现状的基础上,提出了硅铝合金复杂载荷力学测试方法,论证了复杂载荷作用下硅铝合金力学性能测试的可行性。通过对三点弯曲偏心加载理论模型推演,建立了偏心加载误差分析理论基础。通过weibull理论,建立起抗拉强度与抗弯强度的相关性。结合有限元仿真分析,完成在预拉伸-弯曲复合载荷下,硅铝合金超声疲劳试样设计。为开展硅铝合金静态拉伸-弯曲复合测试研究,对静动态加载模块进行误差分析,通过集成位移传感器,从理论上完成拉伸-弯曲测试精度校正。针对拉-弯复合测试过程中存在的偏心加载,选定不同金属材料进行三点弯曲偏心加载试验,发现偏心加载对测试结果影响较小,论证了静态拉伸-弯曲复合测试的可行性。为探究硅铝合金抗拉强度与抗弯强度的相关性,本文开展了静态拉伸试验与静态三点弯曲试验,验证理论的准确性。探究了硅铝合金在拉伸-弯曲复合载荷下的力学性能。通过开展硅铝合金在预拉伸载荷作用下的弯曲试验,分析了预拉伸载荷对试样弯曲力学性能的影响。得出弯曲性能随预拉伸载荷的变化规律。为探究硅铝合金在拉伸-弯曲复合载荷下作用下的疲劳性能。本文开展硅铝合金在预拉伸-弯曲复合载荷下的超声疲劳试验。在复杂静动态加载测试仪器上,集成了水冷系统,解决了超声疲劳试验过程中,夹具端部因高频振动引发的急剧温升现象。探究了硅铝合金在预拉伸-弯曲复合载荷条件下的疲劳性能。
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