论文部分内容阅读
材料应用于各种环境中,所以容易被腐蚀而发生破坏,每年材料腐蚀破坏造成的经济损失是巨大的。应力腐蚀破坏在腐蚀破坏中占有很高的比例且其过程复杂,需要通过大量的应力腐蚀试验确定材料应力腐蚀失效机理,恒应变速率试验法由于其自身的特点在探究应力腐蚀机理上得到了广泛的应用。试样保持恒定的应变速率加载是该试验方法的关键,即对应试样所处的不同拉伸阶段,测试装置以相应的拉伸速度加载。本文为应力腐蚀测试装置设计开发了可以变拉伸速率加载的控制单元,并进行了相关试验研究。对测试装置进行了功能分析,详细的分析了测试装置机械加载单元、电控系统、温控加热装置和原位观测装置四个模块的功能,通过功能分析明确了测试装置的工作原理,建立了测试装置的直流伺服电机输入电压和测试装置拉伸速率之间的数学模型。在MATLAB/Simulink中建立了测试装置的PID控制和模糊PID控制仿真模型,通过仿真对两种控制策略的控制效果进行了研究,得出了模糊PID控制策略比PID控制策略具有更好的控制效果的结论,对测试装置变拉伸速率加载模糊PID控制进行了仿真,仿真结果表明控制效果良好。基于LabVIEW编程语言为测试装置设计了控制软件,该控制软件主要包括四个模块:初始化模块、数据采集、处理、显示和储存模块、测试装置拉伸速率闭环控制模块和辅助模块,实现了数据的采集、数据的处理及显示、数据的储存、测试装置变拉伸速率加载、测试装置自动停止加载、传感器标定和图像回放及截图等功能。对可变拉伸速率控制单元进行了性能测试,通过模糊PID控制策略和三种变拉伸速率加载模式的控制效果试验,证明了本文开发的可变拉伸速率控制单元具有良好的控制效果。分析了应力腐蚀试验理论与方法,包括简述了应力腐蚀开裂特征,说明了恒应变速率应力腐蚀试验设计原理及其结果评定标准,研究了测试装置拉伸速率对试样应变速率的影响。对7075铝合金在3.5%NaCl溶液中进行了不同应变速率的应力腐蚀试验研究,得出了当应变速率为10-6/s时7075铝合金材料在3.5%NaCl溶液中具有最大应力腐蚀敏感性的结论。