导读:本文包含了热疲劳模拟论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:热疲劳,模拟试验台,裂纹识别
热疲劳模拟论文文献综述
陈睿[1]（2019）在《基于激光热源的构件热疲劳模拟试验台研制》一文中研究指出在内燃机整机及零部件可靠性研究日趋重要的今天,热疲劳模拟试验成为进行构件热疲劳强度分析的重要手段之一。本课题设计并研制了验证某低速双燃料发动机活塞、缸盖等受热构件热疲劳强度的热疲劳模拟试验台,采用模块化的开发方法,选用了性能优秀的硬件设备,编写了功能全面的软件,布置了更为完备的参数采集系统和试验台监测系统,达成了提出的功能目标,具体完成内容如下:(1)试验台总体方案的设计,根据项目的功能目标和技术指标,对试验台总体方案进行了设计,根据功能等因素划分了系统模块,对各系统模块进行了定义。(2)根据总体方案设计,完成了硬件设计方案,通过化简计算、缩放、有限元仿真计算的方法对控制采集系统、机械系统、安全保证系统、裂纹识别系统、加热系统、冷却系统中各个主要硬件进行选型计算,硬件通讯接口分析,总结了通讯需求分析表,为软件编程做好信号统筹规划方面的准备工作。(3)完成了软件方案设计,将分层模式作为控制软件架构,把软件划分为互相耦合的模块并分别实现各自的功能并进行功能调试验证。最后,将各功能模块的子功能、子动作经过拆分组合,实现了整个软件的业务逻辑。(4)首次将机器学习方法引入热疲劳模拟试验台的裂纹识别,采用了BOW-HOG的特征提取方法初步实现了裂纹识别功能,针对此方法存在尺寸保持性、方向保持性缺陷的现象,提出了两点改进,改进后的裂纹识别算法有更高的准确性和适应性,同时在限定集上取得了算法参数的局部最优。对于改进后的算法带来的计算资源占用问题,又根据试验台实际工作流程,增加了动态图像差分过程,显着提高了改进后的裂纹识别算法的计算速度,增强了算法的实用性。(5)对试验台进行了集成调试,从安全性、易用性的角度对试验台控制柜的集成提出了建议,解决了激光器湿度报警问题,标定并分析了热电偶测量精度,最终完成了试验台温度控制模式试验和时间控制模式试验,得到了测点温度曲线和试件表面温度场云图,验证了试验台各项功能的完整性。(本文来源于《浙江大学》期刊2019-03-01）
陈奉锐[2]（2018）在《WC_P/钢基表层复合材料热应力数值模拟及其热疲劳行为研究》一文中研究指出近年来,学者们在陶瓷颗粒增强金属基表层复合材料的热疲劳特性方面开展了多项研究,但由于增强颗粒与基体、复合层与基材间热物理性能存在差异导致其在激冷激热的工况下作业时会形成热应力,热应力的存在对其热疲劳性能产生较大影响。因此,论文采用高能球磨+真空烧结成功制备了界面结合良好、组织致密的WC_P/钢基表层复合材料,采用ANSYS有限元软件模拟了冷却速率、颗粒形状、颗粒尺寸及分布情况对复合材料内部热应力-应变场的影响;同时通过热震实验探究上述参数对复合材料的热疲劳性能影响,并对疲劳裂纹的萌生与扩展进行了初步研究。重点研究WC_P/钢基表层复合材料的疲劳应力及其与疲劳性能之间关联性,为复合材料的结构设计优化提供理论依据。有限元分析结果显示:45钢基体与WC陶瓷颗粒由于热物理性能与力学性能存在差异,冷却过程中,复合材料内形成较大的热应力场,且颗粒受到压应力,基体中存在拉应力;复合材料在不同冷却速率下热应力随时间变化趋势不一致,冷速越快则热应力变化越剧烈,热应力即会瞬时被保留下来;球形WC颗粒在界面处热应力分布均匀,正方形颗粒在尖角处容易形成应力集中现象,且复合材料内热应力随着WC颗粒棱角增加而减小;随着WC颗粒尺寸直径增加其热应力逐渐下降,而基体中的塑性应变及其变形区逐渐增加;WC颗粒不同分布情况决定颗粒间距离。当颗粒均匀分布时,颗粒间距较大,干涉区应力影响可以忽略。当颗粒团聚分布时,颗粒间距较小,颗粒间应力影响区发生迭加效果,干涉区应力随着颗粒间距减小而增大,且在宏观界面处也有较大应力场。热震实验结果表明:复合材料在不同冷却速率下其内部产生裂纹的数量与速度不一样,冷却速率越快则其内部产生裂纹速度最快且数量最多;球形WC颗粒复合材料内不易产生裂纹,不规则WC颗粒易在棱角处产生裂纹且随着棱角角度越小萌生与扩展裂纹的速度越快;颗粒团聚时,其易在颗粒间产生大量相互搭接扩展的裂纹;裂纹易在界面处萌生并扩展,当界面结合强度高时,界面处或颗粒内部先萌生扩展出多条交织在一起的微裂纹,最终使颗粒内部发生粉碎性脱落,若生成弱界面时,则裂纹会沿着界面四周扩展最终整体脱落。因此,为提高WC_P/钢基表层复合材料热疲劳性能,应选择球形或棱角较大的颗粒,设计合理的制备工艺使颗粒均匀分布在基体中,同时,复合材料应用过程中尽量避免疲劳环境温差较大。(本文来源于《昆明理工大学》期刊2018-04-01）
唐涛[3]（2017）在《基于数值模拟的PBGA封装焊点振动及热疲劳可靠性研究》一文中研究指出由于PBGA封装自身结构的复杂与服役环境的多变,其可靠性问题一直备受关注,而PBGA封装失效主要表现为焊点失效。本文主要采用数值模拟方法对振动及热循环载荷下PBGA封装焊点的应力进行研究。首先通过与模态实验结果进行对比,对PBGA板级封装有限元模型进行校正,保证了模型的可行性与准确性。随后对PBGA板级封装有限元模型进行简谐扫频振动及随机振动的仿真分析,结果表明:靠近PCB中心的PBGA封装的焊点容易失效,关键焊点位于焊点阵列的角点位置,且关键焊点的最大应力出现在靠近器件的一侧。另外,对比简谐扫频振动和随机振动对焊点应力的影响,发现在随机振动过程中,一阶共振对焊点应力的影响较为明显。针对振动载荷下影响焊点应力的因子,采用实验设计方法,进行最优因子的组合设计,确定最佳参数组合,有效降低了焊点的应力。对PBGA板级封装有限元模型进行热循环仿真分析,获得焊点的应力分布,并确定了关键焊点的位置。对比振动载荷和热循环载荷对焊点应力的影响,发现两种载荷下,关键焊点均位于焊点阵列的角点位置,且关键焊点的最大应力均出现在焊点靠近器件的一侧,但二者也有不同,热循环条件下,焊点阵列的应力梯度明显小于振动载荷情况。振动载荷下,关键焊点位于靠近PCB中心的PBGA封装处,而在热循环载荷下,关键焊点位于远离PCB中心的PBGA封装处。将有限元仿真结果与现有实验结果进行对比,二者基本吻合,说明了有限元方法用于研究PBGA封装焊点失效的可行性与准确性。通过以上研究,为PBGA封装器件的设计和使用提供了参考。(本文来源于《北京工业大学》期刊2017-05-01）
余汇涛,刘海鑫,杨威,明廷臻,赵吉运[4]（2016）在《T型叁通管冷热流体混合过程的热疲劳特性数值模拟》一文中研究指出在T型叁通管接头处冷热流体的混合会发生温度波动,这一现象在核电厂管道系统中会产生出现热疲劳问题,从而成为电厂泄露事故的原因之一。基于大涡模拟(LES)模型对等直径T型叁通管进行流动与传热的数值模拟,并对温度波动频率进行了功率谱密度分析。模拟结果表明:剧烈的波动变化出现在截面小于L/D=4;由于涡流的连续产生,流体温度的波动并不总是从管道中心向壁面单调衰减。在顶壁处,L/D=1.5和在底壁L/D=2位置处温度波动最大,最易产生热疲劳损坏。最后提出了削弱T型叁通管温度波动的措施。(本文来源于《武汉理工大学学报》期刊2016年08期）
汪绍斌[5]（2016）在《冷却水参数对缸盖热疲劳模拟试验热状态的影响研究》一文中研究指出内燃机受热件的热疲劳模拟试验是一种较好的研究热疲劳问题以及考核热疲劳可靠性的方法。近年来国内在研制热疲劳模拟试验台方面取得了许多成果,但是到目前为止,对受热件如缸盖的热疲劳模拟试验还没有统一的试验规范和评价标准。根据前人的研究可知冷却水参数对缸盖热状态有明显影响,因此研究冷却水参数对缸盖热疲劳模拟试验热状态的影响规律,对如何选择冷却水参数,提高缸盖热疲劳模拟试验的准确性,降低试验成本,有重要意义。本文以某六缸柴油机缸盖为试验对象,进行了不同冷却水参数对热疲劳模拟试验缸盖热状态影响研究。本文主要工作内容和结论如下：1.在前人研制的感应加热的缸盖热冲击试验台基础上,增加了冷却水温度和流量的调节控制系统,并对试验台的测控程序进行了相应的修改,从而得到了冷却水参数可调的缸盖热疲劳模拟试验台。2.感应加热参数对缸盖温度分布有很大影响,本文通过不同感应加热参数的感应加热试验,并将各试验的缸盖温度分布与实机缸盖温度分布进行对比,从而找出了较为合适的感应加热参数,使缸盖温度分布与实机缸盖温度分布最为相似。3.在同样的加热参数下进行不同冷却水参数的感应加热试验,并记录缸盖的温度分布。通过数据分析发现：1)在同样的冷却水温度下,随着冷却水流量的增大缸盖最高温测点与其它温度测点的温差有减小的趋势；2)在同样的冷却水流量下,随着冷却水温度的增大缸盖最高温测点与其它温度测点的温差也有减小的趋势。因此在选择热疲劳模拟试验的冷却水参数时,在保证缸盖温度分布与实机相近的前提下,选择较小的冷却水流量和较低的冷却水温度,有利于加快热疲劳模拟试验进度,同时降低试验成本。在进行缸盖热疲劳强化试验时,通过降低冷却水温度和流量可以增大缸盖火力面上温度梯度。(本文来源于《浙江大学》期刊2016-03-01）
赵永强[6]（2015）在《聚变堆第一壁热/结构耦合力学行为与热疲劳性能数值模拟》一文中研究指出经过多年的探索与发展,磁约束核聚变研究已开始进入实验堆建造与实验阶段。其中,聚变堆第一壁作为直接面向等离子体的关键部件,其抗热冲击性能及疲劳寿命一直倍受关注。从已有研究进展来看,面向第一壁工程应用研究开展较多,而对其抗冲击与疲劳的材料／结构力学机制研究较少。由于第一壁不仅要承受反应堆脉冲运行的周期性载荷,还可能在等离子破裂时承受极端瞬态热、磁等载荷,其材料／结构力学响应呈复杂耦合状态,这种多因素多效应耦合的疲劳、冲击损伤机制及耦合效应亟待深入研究,为发展第一壁抗疲劳与冲击性能的工艺及技术奠定基础。因此,本研究从结构力学基础出发,建立了热／结构完全耦合的热传导方程和弹塑性本构关系,并综合考虑了材料融化,凝固,汽化等多种热物理效应,形成了较完备的第一壁热／结构耦合力学分析方法,对第一壁热／结构耦合力学行为与热疲劳性能开展了初步研究,主要研究进展如下：1)对比分析了采用相同结构参数不同面向等离子体材料(铍和钨铜梯度材料)的第一壁模型在等离子体破裂冲击下的热／结构耦合力学行为,发现冲击能流主要沉积在表层材料上,材料热物理属性差异将导致复杂的应力响应,结果显示表层采用高比热铍材料的第一壁可较大程度缓解冲击对内部材料的损害,但代价是整层发生大面积热塑性损伤；相同条件下,表层采用低比热铜钨梯度材料的第一壁对内部冲击缓解差,但总的塑性损伤区域有限,具有更优异的抗热冲击潜力。2)从热／结构耦合力学分析出发,对面向等离子体层采用钨铜梯度材料的第一壁结构进行参数优化。综合对比连续梯度材料和分层梯度材料在稳态和瞬态热加载下应力分布差异,发现连续梯度材料表现更优异性能,且分布指数p在1.2附近时,具有最优值。3)采用Manson-Coffin方程,对采用钨铜梯度材料的第一壁模型开展热疲劳性能研究。结果发现采用不同p值的钨铜梯度材料的疲劳寿命存在差异,最优p值材料的第一壁模型疲劳寿命最高。4)进一步热疲劳分析发现,第一壁的疲劳寿命随着周期载荷幅值的增加呈非线性变化特征(下降)。同时高热流冲击后的第一壁,由于冲击损伤和疲劳损伤耦合,其疲劳寿命会明显下降。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2015-05-18）
秦飞,夏国峰,高察,安彤,朱文辉[7]（2014）在《基于数值模拟的多圈QFN封装热疲劳可靠性试验设计方法》一文中研究指出提出一种基于数值模拟的试验设计方法,研究材料属性和几何结构对多圈四边扁平无引脚(Quad flat no-lead,QFN)封装热疲劳寿命的影响,并进行最优因子的组合设计,以提升热疲劳可靠性。采用Anand黏塑性本构模型描述无铅钎料Sn3.0Ag0.5Cu的力学行为,建立叁维有限元模型分析焊点在温度循环过程中的应力应变,采用Coffin-Manson寿命预测模型计算多圈QFN封装的热疲劳寿命。采用Taguchi试验设计(Design of experiment,DOE)方法建立L27(38)正交试验表进行最优因子的组合设计。采用有限元分析方法对最优因子组合设计结果进行验证。结果表明,印制电路板(Printed circuit board,PCB)的热膨胀系数、焊点的高度和塑封料的热膨胀系数对热疲劳寿命的影响最为显着;初始设计情况下多圈QFN封装的热疲劳寿命为767次;最优因子组合设计情况下的热疲劳寿命提高到4 165次,为初始设计情况下的5.43倍。(本文来源于《机械工程学报》期刊2014年18期）
刘震涛,孙朝晖,潘俊,黄瑞,陈俊玄[8]（2015）在《机械约束对缸盖热疲劳模拟试验的影响》一文中研究指出为研究机械约束对缸盖热状态的影响,自行搭建了可以进行带机械约束的缸盖热疲劳模拟试验台,并以某型号的缸盖为例进行了有机械约束和无机械约束的缸盖热疲劳对比试验。试验结果表明:未施加机械约束的缸盖应力测点最大热应力相对误差比有机械约束高20%,平均相对误差则高于10%,说明在缸盖热疲劳模拟试验研究中机械约束的影响是不可忽视的。(本文来源于《吉林大学学报(工学版)》期刊2015年05期）
李洪民,雷基林,文均,贾德文,申立中[9]（2014）在《内燃机受热部件热疲劳模拟试验台的研究与开发》一文中研究指出通过对内燃机受热部件热负荷、热应力和热疲劳损伤的分析,提出以试验的形式模拟受热部件的实际工作状况,实现对受热部件热疲劳强度、热疲劳寿命和可靠性的试验研究。为此,研究了受热部件热疲劳模拟试验台的组成和发展现状,分析了模拟试验台冷却系统、控制系统、温度检测系统、裂纹检测系统、应力应变检测系统和火焰检测系统的研究方法,对以后的研究具有一定的参考价值。(本文来源于《小型内燃机与摩托车》期刊2014年02期）
李洪民[10]（2014）在《活塞热疲劳模拟试验台的研发》一文中研究指出随着内燃机不断向高转速、高功率、低油耗、低排放、高强化方向发展,其整机及主要零部件的可靠性和使用寿命受到了严峻考验,特别是组成内燃机燃烧室的受热零部件如活塞、缸盖、气缸套等的热负荷不断增加,热疲劳损伤概率大大增加。因此,自主设计研发一台高效率、高自动化的活塞热疲劳模拟试验台,不仅可以为高强化内燃机活塞的可靠性和耐久性设计提供考核手段,而且可以为活塞热疲劳基础理论、试验标准和规范的研究提供可靠的试验平台。通过对国内外现有活塞热疲劳模拟试验台的研究,结合实际情况和现有条件对试验台的机械平台、加热系统、冷却系统、温度检测系统、控制系统、安全报警系统进行了自主开发设计。试验台能同时对两个活塞进行试验,通过预先设置活塞的最大加热温度和最低冷却温度,使活塞温度在最大、最低温度范围内交替变化,从而达到模拟在实际运行工况下活塞承受热负荷作用的效果。试验时,采用摆动气缸带动活塞旋转以交换加热和冷却工位,摆动气缸带动活塞翻转以使活塞交换顶部和内腔方向；采用压缩天然气燃烧加热活塞,模拟活塞在实际运行工况下的受热情况；采用冷却水冷却活塞内腔,压缩空气冷却活塞顶部；采用K型热电偶检测活塞温度；采用上位机和下位机联合控制,提供温度控制模式；上位机核心为PC机,下位机核心为可编程控制器PLC,上位机程序采用LabVIEW软件编写,下位机程序采用GX Developer V8软件编写；试验后检测活塞顶部表面裂纹,若无宏观或微观裂纹,则活塞合格；同时试验台还提供完善的安全报警系统。试验台结构简单,可靠性高,工作性能稳定,试验过程可视化,具有良好的人机交互界面,自动化程度高,经济性和可操作性等都较好,加热方式绿色环保、热效率高,冷却水能循环使用,节约资源。只要进行适当的改善,该试验台也能用于研究气缸盖、缸套等受热零部件的热疲劳损伤,通用性较好。最后,对研发的试验台及其各主要系统进行了调试试验,结果表明：试验台的机械平台、加热系统、冷却系统、温度检测系统等运行正常,达到了预定的研发目标。(本文来源于《昆明理工大学》期刊2014-04-01）
热疲劳模拟论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
近年来,学者们在陶瓷颗粒增强金属基表层复合材料的热疲劳特性方面开展了多项研究,但由于增强颗粒与基体、复合层与基材间热物理性能存在差异导致其在激冷激热的工况下作业时会形成热应力,热应力的存在对其热疲劳性能产生较大影响。因此,论文采用高能球磨+真空烧结成功制备了界面结合良好、组织致密的WC_P/钢基表层复合材料,采用ANSYS有限元软件模拟了冷却速率、颗粒形状、颗粒尺寸及分布情况对复合材料内部热应力-应变场的影响;同时通过热震实验探究上述参数对复合材料的热疲劳性能影响,并对疲劳裂纹的萌生与扩展进行了初步研究。重点研究WC_P/钢基表层复合材料的疲劳应力及其与疲劳性能之间关联性,为复合材料的结构设计优化提供理论依据。有限元分析结果显示:45钢基体与WC陶瓷颗粒由于热物理性能与力学性能存在差异,冷却过程中,复合材料内形成较大的热应力场,且颗粒受到压应力,基体中存在拉应力;复合材料在不同冷却速率下热应力随时间变化趋势不一致,冷速越快则热应力变化越剧烈,热应力即会瞬时被保留下来;球形WC颗粒在界面处热应力分布均匀,正方形颗粒在尖角处容易形成应力集中现象,且复合材料内热应力随着WC颗粒棱角增加而减小;随着WC颗粒尺寸直径增加其热应力逐渐下降,而基体中的塑性应变及其变形区逐渐增加;WC颗粒不同分布情况决定颗粒间距离。当颗粒均匀分布时,颗粒间距较大,干涉区应力影响可以忽略。当颗粒团聚分布时,颗粒间距较小,颗粒间应力影响区发生迭加效果,干涉区应力随着颗粒间距减小而增大,且在宏观界面处也有较大应力场。热震实验结果表明:复合材料在不同冷却速率下其内部产生裂纹的数量与速度不一样,冷却速率越快则其内部产生裂纹速度最快且数量最多;球形WC颗粒复合材料内不易产生裂纹,不规则WC颗粒易在棱角处产生裂纹且随着棱角角度越小萌生与扩展裂纹的速度越快;颗粒团聚时,其易在颗粒间产生大量相互搭接扩展的裂纹;裂纹易在界面处萌生并扩展,当界面结合强度高时,界面处或颗粒内部先萌生扩展出多条交织在一起的微裂纹,最终使颗粒内部发生粉碎性脱落,若生成弱界面时,则裂纹会沿着界面四周扩展最终整体脱落。因此,为提高WC_P/钢基表层复合材料热疲劳性能,应选择球形或棱角较大的颗粒,设计合理的制备工艺使颗粒均匀分布在基体中,同时,复合材料应用过程中尽量避免疲劳环境温差较大。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
热疲劳模拟论文参考文献
[1].陈睿.基于激光热源的构件热疲劳模拟试验台研制[D].浙江大学.2019
[2].陈奉锐.WC_P/钢基表层复合材料热应力数值模拟及其热疲劳行为研究[D].昆明理工大学.2018
[3].唐涛.基于数值模拟的PBGA封装焊点振动及热疲劳可靠性研究[D].北京工业大学.2017
[4].余汇涛,刘海鑫,杨威,明廷臻,赵吉运.T型叁通管冷热流体混合过程的热疲劳特性数值模拟[J].武汉理工大学学报.2016
[5].汪绍斌.冷却水参数对缸盖热疲劳模拟试验热状态的影响研究[D].浙江大学.2016
[6].赵永强.聚变堆第一壁热/结构耦合力学行为与热疲劳性能数值模拟[D].中国科学技术大学.2015
[7].秦飞,夏国峰,高察,安彤,朱文辉.基于数值模拟的多圈QFN封装热疲劳可靠性试验设计方法[J].机械工程学报.2014
[8].刘震涛,孙朝晖,潘俊,黄瑞,陈俊玄.机械约束对缸盖热疲劳模拟试验的影响[J].吉林大学学报(工学版).2015
[9].李洪民,雷基林,文均,贾德文,申立中.内燃机受热部件热疲劳模拟试验台的研究与开发[J].小型内燃机与摩托车.2014
[10].李洪民.活塞热疲劳模拟试验台的研发[D].昆明理工大学.2014