材料疲劳损伤行为的先进光源表征技术

目录 第1章 引言 1 第2章 同步辐射成像技术 4 2.1 同步辐射光源 4 2.1.1 同步辐射光源的产生 4 2.1.2 同步辐射光的特性 5 2.1.3 同步辐射装置 6 2.2 同步辐射成像技术 8 2.2.1 同步辐射成像线站 8 2.2.2 同步辐射探测器 9 2.2.3 基于衬度的成像技术 10 2.2.4 图像伪影的形成 14 2.2.5 伪影消除方法 15 2.3 X射线自由电子激光 19 2.3.1 自由电子激光技术 19 2.3.2 自由电子激光的特性 20 2.3.3 自由电子激光的应用 20 2.4 散裂脉冲中子源 21 2.4.1 中子的产生及特点 21 2.4.2 织构及残余应力测量 22 2.5 本章小结 27 参考文献 27 第3章 原位成像加载装置 29 3.1 加载机构的发展 30 3.2 原位拉伸试验机 35 3.2.1 主功能设计 36 3.2.2 拉伸试验方法 37 3.3 原位疲劳试验机 38 3.3.1 主功能设计 38 3.3.2 作动机构设计 40 3.3.3 夹持结构设计 46 3.3.4 信号采集模块 49 3.3.5 系统集成及调试 53 3.3.6 疲劳试验方法 54 3.4 环境控制模块 55 3.4.1 低温疲劳行为 55 3.4.2 高温疲劳行为 57 3.4.3 温控装置设计 58 3.4.4 温控疲劳试验机 62 3.5 旋转弯曲加载机构 64 3.5.1 加载模式 64 3.5.2 主功能设计 66 3.5.3 作动单元设计 67 3.5.4 夹持单元设计 68 3.5.5 载荷单元设计 68 3.6 本章小结 69 参考文献 69 第4章 疲劳损伤评价模型 72 4.1 样本信息聚集原理 72 4.1.1 疲劳数据建模方法 72 4.1.2 (X-x-x-x)型数据 76 4.1.3 (x-x-x-x)型数据 78 4.2 改进的样本集聚方法 79 4.2.1 数据建模的改进方法 79 4.2.2 两种数据的建模改进 80 4.2.3 疲劳曲线拟合的改进 82 4.2.4 车轴疲劳寿命估算 84 4.2.5 车辆焊接结构材料 96 4.3 疲劳裂纹扩展模型 102 4.3.1 裂纹扩展的唯象模型 102 4.3.2 裂纹扩展的理论模型 104 4.3.3 概率疲劳裂纹扩展模型 125 4.4 本章小结 130 参考文献 130 第5章 材料损伤的成像表征 137 5.1 损伤提取与重构 137 5.2 缺陷信息统计 149 5.3 网格模型优化 153 5.4 铝合金的损伤行为 156 5.4.1 熔焊铝合金 156 5.4.2 非焊铝合金 168 5.5 增材材料的损伤行为 173 5.5.1 增材制造技术 174 5.5.2 钛合金材料 175 5.5.3 铝合金材料 179 5.5.4 其他结构材料 181 5.6 复合材料的损伤行为 183 5.6.1 树脂基复合材料 183 5.6.2 陶瓷基复合材料 185 5.6.3 金属基复合材料 187 5.7 本章小结 189 参考文献 189 第6章 基于成像数据的损伤评价 201 6.1 缺陷行为预测方法 201 6.1.1 临界缺陷的定义 201 6.1.2 应力集中效应 204 6.1.3 缺陷扩展区 211 6.2 缺陷致开裂行为 215 6.2.1 增材制造缺陷 216 6.2.2 铝合金焊接缺陷 219 6.3 细观损伤力学行为 222 6.3.1 损伤力学概念 223 6.3.2 细观损伤力学模型 224 6.3.3 熔焊接头的损伤机制 227 6.4 本章小结 233 参考文献 234 附录Ⅰ 238 附录Ⅱ 240 附录Ⅲ 242