| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-9页 |
| 第1章 绪论 | 第13-28页 |
| 1.1 研究背景及研究的目的和意义 | 第13-14页 |
| 1.2 大型锻件中的主要缺陷 | 第14-16页 |
| 1.3 锻件中的白点 | 第16-18页 |
| 1.3.1 白点的宏观形貌特征 | 第16-17页 |
| 1.3.2 白点的微观特征 | 第17-18页 |
| 1.4 大锻件中氢的来源 | 第18-20页 |
| 1.4.1 大锻件中氢来源的主要影响因素 | 第18页 |
| 1.4.2 大锻件中氢的溶解度 | 第18-20页 |
| 1.5 电化学充氢 | 第20-21页 |
| 1.5.1 电化学充氢的原理 | 第20页 |
| 1.5.2 电化学充氢的优点 | 第20页 |
| 1.5.3 电化学充氢的国内外研究现状 | 第20-21页 |
| 1.6 晶体塑形理论 | 第21-24页 |
| 1.6.1 晶体塑形理论的概况 | 第22页 |
| 1.6.2 晶体塑形有限元的研究现状 | 第22-23页 |
| 1.6.3 跨尺度仿真 | 第23-24页 |
| 1.7 钢内白点萌生机理及国内外研究现状 | 第24-25页 |
| 1.8 存在的主要问题 | 第25-26页 |
| 1.9 课题的来源和主要研究内容 | 第26-28页 |
| 第2章 基于晶体塑性有限元的细观模型的建立 | 第28-58页 |
| 2.1 晶体塑性有限元模型的建立 | 第29-43页 |
| 2.1.1 晶体学理论基础 | 第29-31页 |
| 2.1.2 晶体塑性理论 | 第31-37页 |
| 2.1.3 晶体塑性有限元子程序算法基本理论 | 第37-39页 |
| 2.1.4 大锻件原子结构及弹性常数的微观模拟计算 | 第39-42页 |
| 2.1.5 晶体塑性方法在有限元软件ABAQUS中的实现 | 第42-43页 |
| 2.2 基于Voronoi法的微结构模型的建立 | 第43-51页 |
| 2.2.1 基于Voronoi算法的微结构拓扑信息的获得 | 第44-46页 |
| 2.2.2 Voronoi微结构在有限元软件中的实现 | 第46-47页 |
| 2.2.3 Voronoi微结构模型的参数化处理 | 第47-49页 |
| 2.2.4 Voronoi三维微结构模型的建立 | 第49-51页 |
| 2.3 三维宏-细观跨尺度仿真模型的建立与Gleeble实验验证 | 第51-57页 |
| 2.3.1 三维宏-细观跨尺度仿真模型的建立 | 第51-52页 |
| 2.3.2 Gleeble3500热模拟实验机上的锻压实验 | 第52-55页 |
| 2.3.3 实验结果与仿真结果的对比分析 | 第55-57页 |
| 2.4 本章小结 | 第57-58页 |
| 第3章 大锻件材料热物参数的测定与锻后热处理仿真 | 第58-73页 |
| 3.1 Cr5钢应力应变曲线测量 | 第58-61页 |
| 3.1.1 材料选择 | 第58-59页 |
| 3.1.2 Gleeble3500热模拟实验机功能简介 | 第59页 |
| 3.1.3 试验参数选择和试样制备 | 第59-60页 |
| 3.1.4 测得真应力—应变曲线 | 第60-61页 |
| 3.2 热常数测定 | 第61-65页 |
| 3.2.1 Cr5钢换热系数的测量以及不同冷却工艺下的温度变化曲线 | 第61-63页 |
| 3.2.2 其他热物系数的测量 | 第63-65页 |
| 3.3 锻后热处理工艺研究 | 第65-72页 |
| 3.3.1 锻后热处理方案 | 第66-67页 |
| 3.3.2 仿真模型的建立及温度场分析 | 第67-68页 |
| 3.3.3 大锻件热处理过程中的组织转变 | 第68-70页 |
| 3.3.4 锻件热处理过程中的残余应力 | 第70-72页 |
| 3.4 本章小结 | 第72-73页 |
| 第4章 白点应力敏感区的跨尺度仿真研究与微裂纹、微孔洞的仿真分析 | 第73-94页 |
| 4.1 WHF和FM法锻造工艺的热力耦合数值模拟研究 | 第73-75页 |
| 4.2 对WHF锻造问题的宏细观跨尺度仿真 | 第75-79页 |
| 4.3 基于扩展有限元法的裂纹分析 | 第79-83页 |
| 4.3.1 扩展有限元法原理 | 第79-80页 |
| 4.3.2 扩展有限元法模型的建立 | 第80-81页 |
| 4.3.3 仿真结果分析 | 第81-83页 |
| 4.4 细观微结构模型下的孔洞氢压模拟与双孔干涉仿真 | 第83-93页 |
| 4.4.1 细观微结构模型的建立 | 第83页 |
| 4.4.2 晶体塑性有限元中关于每个滑移系的输出变量说明 | 第83-85页 |
| 4.4.3 仿真结果及分析 | 第85-88页 |
| 4.4.4 双孔洞微结构模型的建立及双孔干涉仿真分析 | 第88-93页 |
| 4.5 本章小结 | 第93-94页 |
| 第5章 白点的电化学实验研究与跨尺度氢扩散模拟 | 第94-121页 |
| 5.1 采用双电解池测量法测量Cr5钢氢扩散系数 | 第94-101页 |
| 5.1.1 采用双电解池测量法来测量氢扩散系数的实验原理 | 第95-97页 |
| 5.1.2 双电解池测量氢扩散系数实验装置与实验方法 | 第97-100页 |
| 5.1.3 实验过程 | 第100页 |
| 5.1.4 测试处理和结果分析 | 第100-101页 |
| 5.2 Cr5钢的电化学充氢实验 | 第101-111页 |
| 5.2.1 电化学充氢试验机理 | 第101-103页 |
| 5.2.2 Cr5钢电化学充氢实验过程 | 第103-104页 |
| 5.2.3 Cr5钢电化学充氢实验结果 | 第104-108页 |
| 5.2.4 充氢后拉伸实验以及断口的形貌分析 | 第108-111页 |
| 5.3 电化学充氢实验的宏细观结合有限元仿真研究 | 第111-117页 |
| 5.3.1 基于Voronoi晶胞拓扑信息的细观模型的建立 | 第111-112页 |
| 5.3.2 中碳钢的电化学充氢实验 | 第112-113页 |
| 5.3.3 电化学氢扩散参数的计算 | 第113-114页 |
| 5.3.4 电化学宏观氢扩散模型及微观视域下的晶体氢扩散模型的建立 | 第114-115页 |
| 5.3.5 计算结果及分析 | 第115-117页 |
| 5.4 采用微观晶体模型的氢陷阱仿真分析 | 第117-120页 |
| 5.5 本章小结 | 第120-121页 |
| 第6章 大锻件白点萌生机理的细观研究 | 第121-136页 |
| 6.1 氢鼓泡萌生机理研究 | 第121-131页 |
| 6.1.1 氢鼓泡萌生机理的推测 | 第121-123页 |
| 6.1.2 氢鼓泡萌生机理的细观仿真分析 | 第123-128页 |
| 6.1.3 氢鼓泡的内氢压仿真分析 | 第128-131页 |
| 6.2 Cr5钢白点锻合实验以及细观金相观察研究 | 第131-134页 |
| 6.3 本章小结 | 第134-136页 |
| 结论 | 第136-139页 |
| 参考文献 | 第139-146页 |
| 攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 | 第146-147页 |
| 致谢 | 第147页 |
