修复损伤用脉冲电流装置设计.doc

摘要:材料在加工过程中内部存在位错、空穴、微裂纹等基元在外载荷及热量的作用下萌生成为微孔洞或微裂纹型损伤，降低材料的连续性，影响构件使用寿命。为修复材料在加工过程中出现的微孔洞型和微裂纹型损伤，本文提出利用脉冲电流的瞬时热效应对损伤进行修复。进而研制电脉冲发生装置，该装置由R-L-C电路组成并使用一个整流桥来对电路进行处理，获得一个完整的全波形脉冲电流。R的作用是调节电路中电流和作用在电路中作用在元器件上的电压，L的作用是产生脉冲电流，C的作用是储存电能。通过对设计出的四种可行方案对比，总结出最优的设计电路方案，计算出所采用的电容，电阻，电感和晶闸管的型号分别为：150μF，0-1000Ω，1.50μH，通过电流要大于2200A。

该电路中整流桥的使用可形成全波形的电流，提高电路利用率，加快损伤修复速度，理论计算表明该电路可用于材料成形过程损伤修复。

关键词：损伤；修复；脉冲电流；R-L-C电路 

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1研究背景及意义-1

1.2材料损伤分类及形成机理-1

1.3 损伤修复研究现状-2

1.3.1 损伤修复的驱动力-2

1.3.2 损伤修复的方法-3

1.4 电脉冲在金属材料成形中的应用现状-4

1.4.1脉冲电流的研究现状-4

1.4.2 电脉冲在材料成形工艺中的应用现状-4

1.5研究内容及研究思路-4

1.5.1研究内容-4

1.5.2研究思路-4

2 材料成形损伤和电脉冲修复机理-5

2.1材料成形过程中的损伤-5

2.1.1 塑性变形损伤-5

2.1.2 焊接成形损伤-7

2.2电脉冲修复损伤机理-8

2.3 本章小结-9

3 直流脉冲电流发生装置的设计基础及工作原理-10

3.1 脉冲电路设计基础-10

3.2 R-L-C电路-11

3.3 脉冲电流的形成-12

3.4 组成脉冲直流发生装置的电子元器件-13

3.4.1电容-13

3.4.2电阻-14

3.4.3电感-15

3.4.4开关-15

3.4.5二极管-17

3.4.6示波器-17

3.5本章小结-17

4 直流电脉冲损伤修复装置设计-18

4.1直流脉冲装置的设计方案-18

4.1.1直流脉冲电流产生原理-18

4.1.2整流电路-18

4.1.3振荡电路-18

4.2设计方案-19

4.2.1方案一-19

4.2.2方案二-19

4.2.3方案三-20

4.2.4方案四-20

4.2.5分析与选择-22

4.3直流脉冲装置元器件的选择-22

4.3.1计算与选择-22

4.3.2电容的选择-23

4.3.3电感的选择-23

4.3.4电阻的选择-23

4.3.5晶闸管的选择-23

4.3.6二极管的选择-23

4.4本章小结-23

5结论-25

致谢-26

参考文献-27