壓力連接界面空洞演化模型研究.pdf

1、壓力連接是指兩個(gè)相互接觸的表面在高溫和一定的壓力的作用下，經(jīng)過一定的時(shí)間形成能達(dá)到母材組織和性能的牢固接頭的先進(jìn)連接方法。壓力連接技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)多點(diǎn)、空心以及大面積構(gòu)件的連接，成為航天、航空、汽車、能源等領(lǐng)域迫切需要發(fā)展的連接技術(shù)。壓力連接接頭質(zhì)量主要取決于連接界面上空洞的閉合程度，消除界面空洞是獲得高質(zhì)量壓力連接接頭最重要的步驟。然而在工程應(yīng)用中壓力連接工藝參數(shù)的選取通常依賴于試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)，這既會(huì)浪費(fèi)大量的人力物力，又容易帶來較大的誤差。

2、由此可見，有效地預(yù)測連接件在給定的連接工藝參數(shù)下的連接界面空洞閉合程度變得十分重要。為此，本文通過建立壓力連接界面三維空洞演化模型，預(yù)測壓力連接過程中的界面空洞演化過程。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下：
　　本文基于局部塑性流動(dòng)機(jī)制、粘塑性流動(dòng)機(jī)制、表面源擴(kuò)散機(jī)制以及界面源擴(kuò)散機(jī)制，建立三維空洞演化理論模型來預(yù)測壓力連接界面空洞演化過程。本文模型在描述空洞演化過程時(shí)，將其分為兩個(gè)階段：在第一階段，由表面加工引起的表面凸起在局部塑性流動(dòng)機(jī)制

3、的作用下被壓平而形成連接界面上孤立的界面空洞；在第二階段，界面空洞的尺寸在粘塑性流動(dòng)機(jī)制、界面源擴(kuò)散機(jī)制以及表面源擴(kuò)散機(jī)制的共同作用下逐漸減小。
　　本文模型確定了作用于界面空洞演化的機(jī)制的動(dòng)力學(xué)條件，并基于各動(dòng)力學(xué)條件考慮各個(gè)機(jī)制對界面空洞演化的影響。此外，本模型考慮了壓力連接過程中由粘塑性流動(dòng)機(jī)制引起的連接試樣的宏觀變形對空洞演化的影響，并分析了應(yīng)力狀態(tài)對空洞演化的影響。研究結(jié)果表明：當(dāng)連接試樣受到外加壓應(yīng)力時(shí)，界面空洞體積逐