脈沖電流法調控碳鋼殘余應力的機理及相關實驗研究.pdf

1、本文結合國家自然科學基金項目“消除殘余應力的電擊法及其應用基礎研究”和航空科學基金項目“高精度加速度計穩(wěn)定化處理關鍵技術研究”，對脈沖電流法調控碳鋼殘余應力的機理和相關實驗進行了研究。
　　第一章闡述了論文的研究背景、意義和內容。首先，分析了殘余應力的產生、分類、測量方法，以及對工件性能的影響，指出了調控殘余應力的重要意義;其次，評述了殘余應力調控技術和脈沖電流在材料處理中應用的研究現(xiàn)狀;然后，重點分析了脈沖電流法調控殘余應力的國

2、內外研究現(xiàn)狀，指出了現(xiàn)有研究中存在的不足;最后，提出了本文的研究內容。
　　第二章研究了基于多尺度力學理論的殘余應力松弛機理。首先，建立了殘余應力松弛的連續(xù)介質力學模型，確定了宏觀彈塑性變形與殘余應力松弛的關系;然后，分別推導出了晶體切應變速率與位錯滑移和位錯密度之間的關系，以及晶粒彈塑性變形與殘余應力松弛之間的關系，解決了由微觀到宏觀的力學尺度轉換問題;最后，基于位錯牛頓力學模型、熱動力學模型和位錯密度演化規(guī)律，討論了位錯與殘余

3、應力的相互作用。
　　第三章研究了脈沖電流對碳鋼微觀結構動態(tài)行為的作用機制。首先，建立了碳原子的電子拖拽力模型，分析了脈沖電流對淬火碳鋼試樣碳原子擴散、偏聚行為的影響規(guī)律;然后，建立了位錯的電子拖拽力模型，分析了電子拖拽力、Joule熱效應、微觀結構對位錯動態(tài)行為的作用機制;最后，建立了脈沖電流對碳鋼馬氏體晶界作用的力學模型，討論了脈沖電流影響馬氏體形貌的機制，分析了脈沖電流法通過對微觀結構動態(tài)行為的作用調控殘余應力的機理。

4、>　　第四章研究了趨膚效應對脈沖電流調控碳鋼殘余應力的影響。首先，根據(jù)Maxwell方程組，推導出了衰減振蕩脈沖電流通過矩形截面試樣時電場強度、電流密度的解析表達式;然后，分析了趨膚效應對碳原子和位錯受到的電子拖拽力的影響規(guī)律，討論了趨膚效應對殘余應力的影響。
　　第五章實驗研究了脈沖電流法調控殘余應力的機理。首先，完善了脈沖電流法調控金屬試樣殘余應力的實驗系統(tǒng);然后，實驗研究了脈沖電流對淬火45鋼試樣力學性能的影響規(guī)律，主要包括