塑性变形和疲劳对304不锈钢电磁属性的影响研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

疲劳引起的断裂是工程结构和构件失效的最主要原因。材料的疲劳指的是材料在循环载荷作用下所发生的性能变化。长期以来，这方面的工作主要集中于探索疲劳裂纹萌生抗力和疲劳破坏力的工程设计方法。但最近几十年，伴随着“材料科学”和“断裂力学”的发展，关于材料疲劳断裂的研究已发展成为科学研究和应用研究中的一个主要领域。他涉及很多学科，诸如材料学、机械、土木、航空工程等，对于材料中存在缺陷或者裂纹的结构或构件，主要运用断裂力学的方法来估算寿命或者进行抗疲劳设计。各种科学理论的产生和发展，都依赖于实践，疲劳强度也不例外。从生产实践方面看，任何运动机械都难以避免疲劳的发生，因此，疲劳、磨损和腐蚀已成为材料三种最主要的破坏形式。裂纹是固体材料的特有现象，构件中的脆断大多是由缺陷或裂纹引起的按照传统的观点，裂纹就是灾难。以断裂力学为代表的传统裂纹理论，主要研究材料抵抗断裂、控制裂纹扩展及防止结构断裂破坏的一门学科，其研究宗旨最早是建立在防止和控制断裂的基础之上的。

304不锈钢是应用最为广泛的一种铬-镍不锈钢，具有良好的耐蚀性、耐热性、低温强度和机械特性，同时具有良好的加工性能和可焊性。它广泛地用于制作要求良好综合性能（耐腐蚀和成型性）的设备和机件中，在机械、航空航天等领域中应用的比较广泛，主要是制成油气管、压力容器等，大多在特殊的工作环境中。油气管、压力容器等在整个寿命内受到的循环次数有限，例如压力容器每天只受到几个载荷循环。在工程实际应用中它的静强度一般都会满足要求，因而对它的低周疲劳断裂特性的研究就有实际意义。304不锈钢构件由于疲劳断裂的事件时有发生，会导致严重的后果。因此，本文主要是研究疲劳和塑性变形对材料电磁性能的影响，进而可以通过检测试件的电磁属性的改变得到对应的塑性变形或疲劳程度。

2. 研究的基本内容与方案

1、基本内容：

根据国家相关标准确定疲劳试验所需的疲劳试样和拉伸试验所需的拉伸试样，并进行试样的加工和处理；

在给定的应力水平下，对试样进行一定循环次数的疲劳试验，并进行电磁属性的测量；

3. 研究计划与安排

第1-2周：查阅相关文献，明确研究内容，确定基本的研究思路，完成开题报告。

第3-4周：学习mts电液伺服疲劳试验机的使用方法，学习mts电液伺服疲劳试验机的使用方法，对试样进行不同循环次数的疲劳试验；学习拉伸试验机的操作，对拉伸试样进行不同塑性变形量的拉伸试验；

第5-8周：通过四探针法对不同疲劳循环次数下的疲劳试样和带有不同塑性变形量的拉伸试样进行电导率的测量；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] m. morozov, g. y. tian, p. j. withers, noncontact evaluation of the dependency of electrical conductivity on stress for various al alloys as a function of plastic deformation and annealing[j], journal of applied physics, 108 (2), 024909, 2010.

[2] h. li, z. chen and y. li, dependence of deformation-induced magnetic field on plastic deformation for sus304 stainless steel[j], international journal of applied electromagnetics and mechanics, 38 (2012), 17-26.

[3] h. chen, s. xie, z. chen, t. takagi, t. uchimoto, k. yoshihara, quantitative nondestructive evaluation of plastic deformation in carbon steel based on electromagnetic methods[j], materials transactions, vol. 55, no. 12, pp. 1806-1815, 2014.