毕业设计--DD80单晶材料的高温弹性模量与泊松比测试.doc

毕业设计（论文）开题报告 题 目 DD80单晶材料的高温弹性 模量与泊松比测试 专 业 名 称 材料成型及控制工程 班 级 学 号 学 生 姓 名 薛萌立 指 导 教 师 李 禾 填 表 日 期 2011 年 4 月 5日 一、选题的依据和意义 意义：高新技术的进步不断向材料提出更高的要求。高强度、高韧性高温、高压、腐蚀和强辐照等服役环境航空、航天、核等领域在高温环境（600℃～1200℃）下，无论是静力还是动力性能，采用原有的接触式测量方法都是困难的，而非接触式云纹测试方法则能实现准确和可靠的测量。与其他实验方法相比，具有独特的优点和长处如灵敏度高，测量范围广，图形对比度好等，而其非接触式测量的特点尤其适用于高温环境下材料力学性能的测试从常温环境到高温环境，从国防材料到民用材料（如集成电路芯片、体育用品等），，但在使用中多年来云纹干涉法得到了快速发展，为新型材料高温力学行为的研究提供了一种新的、有效的实验方法。,技术已经非常的成熟，但其研究方向和发展趋势也是非常广阔的，并且单晶材料的研究状况仍需要加大力度，以满足我们对大的推重比和更高性能的发动机研究的需求。目前云纹测试方法的发展以及单晶材料的发展如下所示: 1. 模拟材料在各种恶劣的实际工作环境中进行相应的力学性能测试，如高压、真空、氢脆、氧脆、腐蚀性气体环境等。 2. 单晶材料高温测试技术的发展。 3. 动态高温变形的实测应用。如焊接过程、激光辐射物体破坏过程的研究。 4. 现场高温元件的残余蠕变和剩余寿命研究。 5. 高温环境下材料塑性变形直至断裂的力学性能研究。 6. 云纹图像处理软件的研究和数据处理方法的改进。 三、研究内容及实施方案 本课题主要运用高温密栅云纹干涉法测试单晶DD80材料的高温弹性模量与泊松比，试验图像处理、数据与误差的分析等内容，掌握云纹干涉法的基本原理，并学会布置光路、调试设备、研磨试件、制作光栅等，重点完成自己课题的情况下，学习并协助完成同组其他同学的课题内容。 课题中主要内容： 1.查阅密栅云纹法、有关弹性模量及泊松比以及国家测试标准和数据处理等力学性能测试方面的资料。 2.试件准备，包括试件制作，试件表面粗磨、细磨，试件光栅制作（掌握在材料表面制作零厚度光栅、单镀层光栅和镀膜光栅）。 3.布置云纹干涉光路，与同组同学相互协助，完成本题目的测试内容，试验中调试并实时采集不同温度环境和不同载荷下的U－V位移场云纹图。 4. 采用画图板、Microsoft Excel 工作表和mathcad软件通过采集的云纹图计算U－V场应变，整理数据，进行数据分析。 4.写课题研究论文，进行答辩准备工作。 实验方案： 1．试件准备，包括试件制作，试件编号，试件表面粗磨、细磨、抛光。 2．试件光栅制作，包括零厚度光栅试件、镀膜光栅试件。 3. 按照云纹干涉法的原理在全息实验台上布置双光束干涉光路，用摄像机实时采集不同温度环境和不同载荷下的U－V位移场云纹图， 4.通过采集的云纹图计算U－V场应变，计算出工程常数弹性模量、泊松比，重要的是数据误差分析。 四、目标、主要特色及工作进度安排 目标：通过对材料性能的测试，熟悉云纹干涉原理知识,学会制作光栅，掌握光路布置以及图像处理、数据误差分析等各种研究方法步骤。同时要掌握团队协作来完成实验，扩大知识面，学会做科研工作。 主要特色：通过高温云纹干涉法来测量单晶材料的弹性模量及泊松比，并且具有测量精度高、灵敏度高、条纹清晰、非接触和实时全场观测等优点。测试结果准确可靠，为零件设计着提供了准确的依据。在材料科学、无损检测、断裂力学、细观力学、微电子封装等领域中都有广泛的应用。 工作进度： 1、3月14日～3月25日；查阅光测力学书籍（云纹干涉部分）、云纹干涉论文、弹性模量及泊松比有关资料，学习云纹干涉技术。 2、3月28日～4月8日；撰写高温云纹测试开题报告，以及英文论文资料阅读及翻译。 3、4月11日～4月29日；试样研磨，试件光栅制作（零厚度光栅试件）。实验前的光路布置、调试等准备工作。 4、5月4日～5月27日；测试航空材料：DZ32材料室温～1100℃的弹性模量、泊松比等，处理并分析试验数据。 5、5月30日～6月17日；完成毕业论文，并进行修改定稿。 6、6月20日～6月24日；答辩准备及毕业答辩moiré interferometry”, Proceedings of the 1994 SEM Spring Conference, Maryland ,USA.》, 904～912；(19