基于贝壳珍珠层特征的金属仿生设计和电弧增材制造研究
| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 1 绪论 | 第11-20页 |
| 1.1 课题研究背景及意义 | 第11-13页 |
| 1.1.1 课题研究背景 | 第11-12页 |
| 1.1.2 课题研究意义 | 第12-13页 |
| 1.2 仿生材料的国内外研究现状 | 第13-15页 |
| 1.2.1 天然生物材料的特点 | 第13-14页 |
| 1.2.2 天然贝壳材料的研究历程 | 第14页 |
| 1.2.3 天然贝壳材料在仿生领域的应用 | 第14-15页 |
| 1.2.4 仿生技术的研究前景 | 第15页 |
| 1.3 电弧增材制造技术简介 | 第15-17页 |
| 1.3.1 电弧增材制造技术的发展历程及研究现状 | 第15-16页 |
| 1.3.2 电弧增材制造的关键技术 | 第16-17页 |
| 1.4 研究内容 | 第17-20页 |
| 1.4.1 研究对象 | 第17-18页 |
| 1.4.2 工作主要目的及研究内容 | 第18-19页 |
| 1.4.3 研究思路 | 第19-20页 |
| 2 实验方法及设备 | 第20-26页 |
| 2.1 实验材料 | 第20页 |
| 2.2 实验方法与实验设备 | 第20-22页 |
| 2.2.1 天然贝壳材料的显微结构观察 | 第20-21页 |
| 2.2.2 天然贝壳材料的能谱分析实验 | 第21-22页 |
| 2.2.3 天然贝壳材料的密度试验 | 第22页 |
| 2.3 天然贝壳材料的力学性能实验 | 第22-26页 |
| 2.3.1 天然贝壳材料的三点弯曲实验 | 第22-24页 |
| 2.3.2 天然贝壳材料纳米压痕实验 | 第24-26页 |
| 3 天然贝壳材料的组成、结构及力学性能 | 第26-40页 |
| 3.1 天然贝壳材料的组成 | 第26页 |
| 3.2 天然贝壳材料的微观结构 | 第26-30页 |
| 3.2.1 棱柱层的微观结构 | 第27-28页 |
| 3.2.2 珍珠层的微观结构 | 第28-29页 |
| 3.2.3 珍珠层的形成方式 | 第29-30页 |
| 3.3 天然贝壳材料的密度分布 | 第30-32页 |
| 3.4 天然贝壳材料抗弯曲力学性能 | 第32-34页 |
| 3.4.1 新鲜贝壳材料的抗弯曲性能 | 第32-33页 |
| 3.4.2 加热后贝壳材料的抗弯曲性能 | 第33-34页 |
| 3.5 纳米压痕实验分析 | 第34-37页 |
| 3.5.1 天然贝壳的硬度及弹性模量 | 第34-35页 |
| 3.5.2 天然贝壳材料的裂纹扩展规律及断裂特征 | 第35-37页 |
| 3.6 天然贝壳材料的增韧机制 | 第37-38页 |
| 3.7 本章小结 | 第38-40页 |
| 4 仿贝壳珍珠层金属结构件的设计 | 第40-45页 |
| 4.1 材料选择 | 第40-41页 |
| 4.2 制造方法 | 第41-42页 |
| 4.3 几何参数 | 第42-43页 |
| 4.4 仿贝壳结构材料强韧、高抗冲击的理论分析 | 第43-45页 |
| 5 仿生电弧增材制造工艺研究 | 第45-58页 |
| 5.1 实验材料 | 第45页 |
| 5.2 TIG增材制造工艺参数优化 | 第45-54页 |
| 5.2.1 焊接工艺参数对熔滴过渡形式的影响 | 第46-48页 |
| 5.2.2 焊接工艺参数对焊缝尺寸的影响 | 第48-51页 |
| 5.2.3 搭接率对结构件成形质量的影响 | 第51-54页 |
| 5.3 TIG电弧增材制造成形路径 | 第54页 |
| 5.4 增材成形结构件显微组织观察 | 第54-55页 |
| 5.5 增材成形结构件力学性能测试 | 第55-57页 |
| 5.5.1 显微硬度测试 | 第55页 |
| 5.5.2 拉伸性能测试 | 第55-56页 |
| 5.5.3 冲击性能测试 | 第56-57页 |
| 5.6 本章小结 | 第57-58页 |
| 6 结果分析 | 第58-71页 |
| 6.1 不锈钢显微组织分析 | 第58-60页 |
| 6.1.1 热作用对不锈钢显微组织的影响 | 第58-59页 |
| 6.1.2 重熔区与非重熔区的组织生长比较 | 第59页 |
| 6.1.3 转向生长组织 | 第59-60页 |
| 6.2 力学性能分析 | 第60-69页 |
| 6.2.1 显微硬度 | 第60-62页 |
| 6.2.2 拉伸性能 | 第62-66页 |
| 6.2.3 冲击性能 | 第66-69页 |
| 6.3 本章小结 | 第69-71页 |
| 总结 | 第71-73页 |
| 致谢 | 第73-74页 |
| 参考文献 | 第74-78页 |
| 附录 | 第78页 |
