铝合金微弧氧化的疲劳性能及其优化

1）本书主要介绍了铝合金微弧氧化涂层的生长机理、微观结构、表面性能和疲劳性能，以及涂层制备、微观结构表征和性能测试技术，揭示了残余应力产生机理及其与微缺陷的物理关系。
2）本书从微观结构表征和应力分析两个方面，研究了铝合金微弧氧化疲劳性能的影响因素，分析了微孔、裂纹、界面缺陷和残余应力及其松弛对基体疲劳性能的耦合作用机制，构建了微弧氧化涂层铝合金疲劳损伤机理模型，进而阐述了铝合金微弧氧化疲劳劣化机理，并提出了基于微弧氧化涂层制备参数和工艺优化的疲劳寿命提升可行性方案。
3）本书可供铝合金表面处理技术人员、科研人员阅读，也可供金属表面强化、疲劳寿命分析等学科方向的在校师生参考。

本书主要介绍了铝合金微弧氧化涂层的生长机理、微观结构、表面性能和疲劳性能，以及涂层制备、微观结构表征和性能测试技术，揭示了残余应力产生机理及其与微缺陷的物理关系。本书从微观结构表征和应力分析两个方面，研究了铝合金微弧氧化疲劳性能的影响因素，分析了微孔、裂纹、界面缺陷和残余应力及其松弛对基体疲劳性能的耦合作用机制，构建了微弧氧化涂层铝合金疲劳损伤机理模型，进而阐述了铝合金微弧氧化疲劳劣化机理，并提出了基于微弧氧化涂层制备参数和工艺优化的疲劳寿命提升可行性方案。

前言
第1章绪论1
1.1铝合金微弧氧化概述1
1.1.1微弧氧化涂层的生长机理3
1.1.2工艺参数对涂层微观结构的影响5
1.1.3涂层表面性能的研究进展9
1.1.4涂层对基体疲劳性能的影响10
1.2微弧氧化亟须解决的问题11
1.3本书的主要内容12
参考文献13
第2章微弧氧化涂层制备与测试技术17
2.1基体材料17
2.1.1铝合金的力学性能17
2.1.2铝合金基体的制备18
2.2微弧氧化涂层处理20
2.2.1微弧氧化设备20
2.2.2微弧氧化工艺22
2.3疲劳试验及S-N曲线23
2.4微弧氧化涂层测试24
2.4.1铝合金-涂层微观结构测试24
2.4.2涂层表面应变测试28
2.4.3涂层表面性能和抗热冲击性测试29
2.5本章小结29
参考文献30
第3章铝合金微弧氧化疲劳性能的影响因素32
3.1占空比对2024-T3铝合金涂层及疲劳性能的影响32
3.1.1占空比对2024-T3铝合金涂层微观结构的影响32
3.1.2占空比对2024-T3铝合金微弧氧化疲劳性能的影响36
3.2基体表面粗糙度对2024-T3铝合金涂层及疲劳性能的影响43
3.2.1基体表面粗糙度对2024-T3铝合金涂层微观结构的影响44
3.2.2不同基体表面粗糙度的2024-T3铝合金微弧氧化疲劳性能分析47
3.3氧化时间对铝合金涂层及疲劳性能的影响52
3.3.1氧化时间对铝合金涂层微观结构的影响52
3.3.2氧化时间对涂层2024-T3铝合金和7075-T6铝合金疲劳性能的影响56
3.4Cu含量对涂层微观结构和残余应力的影响验证62
3.4.1Cu含量对涂层微观结构的影响63
3.4.2涂层残余应力及微观结构对其表面性能的影响74
3.4.3试验结论79
3.5本章小结79
参考文献81
第4章铝合金微弧氧化残余应力对疲劳性能的影响85
4.1基体表面粗糙度对7075-T6铝合金涂层及疲劳性能的影响85
4.1.1涂层微观结构和放电能量传递85
4.1.2基体物理特性对涂层微观结构的影响90
4.1.3残余应力的产生机理及其稳定性分析92
4.1.4残余应力和界面缺陷对疲劳寿命的影响分析101
4.2占空比对7075-T6铝合金涂层及疲劳性能的影响107
4.2.17075-T6铝合金涂层的微观结构107
4.2.2残余应力估算及松弛分析111
4.2.3铝合金微弧氧化的疲劳失效机制分析118
4.3本章小结124
参考文献125
第5章基于应力仿真的铝合金微弧氧化疲劳性能分析129
5.1微弧氧化涂层铝合金的应力计算模型129
5.2线弹性区铝合金微弧氧化应力分析132
5.2.1铝合金微弧氧化涂层的应力和位移计算132
5.2.2铝合金表面应力测试和疲劳性能分析141
5.3弹塑性区的铝合金微弧氧化应力分析143
5.3.1线弹性区铝合金微弧氧化的应力和位移计算144
5.3.2塑性区铝合金微弧氧化的应力和位移计算148
5.3.3铝合金微弧氧化表面应力测试和疲劳性能分析152
5.4基体屈服的铝合金微弧氧化应力分析155
5.4.1中间层处于弹性阶段的应力和位移计算155
5.4.2中间层处于塑性阶段的应力和位移计算159
5.4.3铝合金微弧氧化表面应力测试和疲劳性能分析162
5.5中间层屈服的铝合金微弧氧化应力分析164
5.6残余应力对力学性能的影响和松弛机理分析168
5.7本章小结169
参考文献170
第6章铝合金微弧氧化疲劳性能优化方法172
6.1铝合金微弧氧化疲劳劣化机理172
6.2铝合金微弧氧化疲劳寿命优化方法175
6.3本章小结178
参考文献178
附录 181
附录A线弹性阶段的本构关系181
附录B弹塑性阶段的本构关系185
附录C基体屈服的本构关系188
附录D近涂层基体完全屈服的本构关系190