为满足各领域对提高金属结构工作安全性和可靠性的迫切需要,项目完成了金属结构中半埋藏裂纹在线止裂及其后机械性能研究,解决了电磁热裂纹止裂技术应用于实践中的关键基础性问题。本研究属于热磁弹性力学应用领域中的新分支,是建立在电磁场与温度场、机械场耦合基础上的。完成了多种材料金属结构中半埋藏裂纹的在线止裂实验,止裂后半埋藏裂纹钝化,缺陷处微观组织细化、发生了相变增韧,明显提高了拉伸、冲击、扭转等主要机械性能,达到了止裂强化目的;完成了止裂前后残余应力无损测试;应用复变函数方法,建立了带有半埋藏裂纹的金属结构电磁热止裂的理论分析模型,求得了裂纹尖端附近的电流密度函数,得到了止裂时裂尖附近温度场和应力场解析式;建立了数值分析模型,采用热-电-机械顺次瞬态耦合计算方法,得到了非线性过程中瞬态温度场和热应力场数值解,并分析了其后的热残余应力场。本项目结合实验、数值模拟和理论研究,实现了金属结构中半埋藏裂纹在线止裂强化研究,开发了在线止裂电极及卡具,并建立了止裂工艺规程。研究表明电磁热止裂技术是一种提高金属结构机械性能新颖且有效的方法,研究成果对于电磁场理论的发展和该的工程应用具有重要意义。
英文主题词half-embedding crack; crack arrest online; electromagnetic heating; metal component; mechanical capability