电磁热止裂是一个新兴的研究课题,通过在特定方向上向含有裂纹的导电体通入瞬间强脉冲电流的方法达到止裂的目的,该方法对一些工程问题具有现实适用性和有效性,因此备受关注。但对于该技术在国内外均缺少系统的研究。本文正是以上述为出发点,结合理论分析、实验研究、超声波检测对比实验和数值计算开展研究工作,所得结论可以为工程实际问题的解决提供指导。本文的研究内容如下:(1)采用复变函数方法,建立了金属构件电磁热效应止裂的理论分析模型,并以算例的形式给出裂尖附近热源功率和温度场。(2)通过自制ZL-2超强脉冲电流放电装置,对带有裂纹的金属构件进行了电磁热止裂的实验研究;通过金相显微镜和扫描电镜分析了裂纹尖端周围强度、韧性和硬度均高于基体的白亮层微观组织结构,阐明了其遏制裂纹扩展的微观本质;并首次使用WDW3100微机控制电子式万能试验机对试件进行止裂前后机械抗拉强度性能测试,研究其止裂后试件的力学性能。(3)首次把超声波检测技术应用于电磁热止裂技术,应用对比测试方法测试脉冲放电电磁热止裂前后裂纹尖端处的残余应力变化情况。(4)采用电、热和机械场三场顺次耦合的有限元分析方法模拟了金属构件中电磁热裂纹止裂的电流—温度—力的演变过程;具体计算了带有单边裂纹和空间裂纹的金属构件电磁热止裂的温度场和残余应力场,数值模拟分析结果与实验结果吻合。这样,通过理论计算、实验分析、数值模拟三方面验证了电磁热止裂技术的现实可行性,尤其对于铝合金电磁热裂纹止裂研究,为将该技术应用于航空领域进行了探索性研究。本文所研究讨论的电磁热止裂后其残余应力状态,使该技术从实验阶段到实际应用又向前迈进了一步。