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结构件在使用的过程中会产生疲劳裂纹,裂纹的存在给实际生产和生活带来了严重的危害。利用电磁场的热效应对含裂纹金属构件的止裂强化是近几年发展起来的一种非平衡处理技术,但该技术对有色合金特别是铸造铝合金的研究尚未涉及,为将该技术扩展到有色合金领域,本文的研究对象为含单边裂纹的ZL303合金试件,采用实验、理论、数值模拟相结合的方法对其进行了电磁热止裂强化研究,具体研究内容如下: 利用ZL-2超强脉冲放电装置对含裂纹ZL303合金试件进行电磁热止裂实验,并对止裂前后试件进行拉伸和冲击力学性能测试,对比分析电磁热止裂对其力学性能的影响。对止裂前后试件进行SEM断口扫描、显微硬度测试、金相试验,对比分析放电参数和试件尺寸对放电止裂效果的影响规律,从宏观和微观的角度研究了含裂纹ZL303合金试件的止裂效果及机理。 对承受拉伸载荷的含裂纹ZL303合金试件进行了电磁热止裂理论研究,利用复变函数和积分变换的方法分析了放电止裂瞬间裂尖处的热源功率密度、温度场和裂尖处的综合应力强度因子,推导出放电止裂瞬间温度场和综合应力强度因子的表达式。 利用ANSYS建立了含裂纹ZL303合金试件的电磁热止裂模型,模拟其放电止裂过程,得出试件通电瞬间的电流密度分布规律,并得出裂尖附近的温度场和应力场云图,分析温度场和应力场对裂纹扩展的作用趋势。 从实验、理论、数值模拟三方面对含裂纹ZL303合金构件放电止裂的研究结果表明,利用电磁热止裂技术可以实现ZL303合金材料的裂纹止裂,为电磁热止裂技术在有色合金领域的研究和应用奠定基础。