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网格式整体壁板增量成形有限元模拟

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2004.05.018

将机加后的平面外形的壁板毛坯成形为具有复杂曲面外形的壁板零件具有很大难度,为此,采用有限元方法进行壁板成形工艺模拟,分析壁板加工过程中的应力应变分布与失稳开裂现象.研究表明:网格式整体壁板增量成形过程中,塑性变形主要集中于筋条处,成形后的壁板主要是由于筋条发生塑性变形而导致壁板外形的改变.在成形过程中,筋条容易出现失稳与开裂现象.采用分段逐点循环模拟的方法,实现了网格式整体壁板结构件增量成形过程的数值模拟.

关键词: 网格式整体壁板 , 增量成形 , 有限元模拟 , 筋条

基于扭矩控制的导管内径滚压连接成形特征分析

张荣霞 , 吴为 , 郑文涛 , 曾元松

材料科学与工艺 doi:10.11951/j.issn.1005-0299.20160363

钛合金导管内径滚压连接技术主要用于飞机液压管路系统中,具有耐高压和高密封性,能够提升飞机液压管路系统的高可靠性能,满足飞机轻量化和长寿命的需求,成为航空管件连接技术的首选方案.本文以理论分析、有限元模拟和试验相结合的方法,从导管滚压连接胀形器各组件的运动状态、接触状况、受力分析以及管材节点位移变化等方面,探讨了基于扭矩控制的导管内径滚压连接成形机理及特征.研究表明,成形过程中芯轴主动转动,滚柱带动保持架周向随动转动;芯轴与滚柱之间有较大的径向挤压力和切向摩擦力,在这两个力的合力作用下,产生轴向进给力,使芯轴自动进给,导管、滚柱和芯轴之间接触面和接触力逐渐增大,成形扭矩随之增加,导管材料逐渐嵌入管套凹槽,完成连接成形,这是扭矩控制的导管内径滚压连接机理所在.理论分析与有限元模拟及试验结论吻合较好,研究结果对工程应用中的质量控制和工艺优化具有一定的指导作用.

关键词: 扭矩控制 , 导管 , 内径滚压 , 连接 , 成形

7B04铝合金薄板的搅拌摩擦焊接及接头低温超塑性研究

杨超 , 王继杰 , 马宗义 , 倪丁瑞 , 付明杰 , 李晓华 , 曾元松

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2015.00154

在转速1600 r/min,焊速200 mm/min;转速800 r/min,焊速200 mm/min;转速400 r/min,焊速400 mm/min 3组参数下对2mm厚的退火态7B04铝合金薄板进行搅拌摩擦焊接,研究了焊接参数对焊缝质量及微观组织的影响,并分析了焊核区的低温超塑性变形行为.结果表明,通过控制焊接参数,可获得良好的焊接质量,接头强度系数达100％.焊核区发生动态再结晶,生成细小等轴晶,母材晶粒尺寸约为300 μm,转速为1600,800和400 r/min时晶粒尺寸分别为2,1和0.6 μm.这种细晶组织有利于焊核区超塑变形,在300℃,焊核区在1×10-3和3×10-4s-1应变速率下获得了160％～590％的延伸率,在350℃,1×10-3 s-1条件下获得高达790％的最大延伸率,在约400℃时超塑性变形行为消失.

关键词: 超高强铝合金 , 搅拌摩擦焊接 , 超塑性 , 微观组织

网格式整体壁板增量弯曲工艺知识库研究

岳峰丽 , 刘劲松 , 张士宏 , 曾元松

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2008.03.003

针对网格式整体壁板数字化加工制造的需求,建立了自适应增量弯曲工艺知识库系统,阐述了系统的体系结构与实现方法.基于增量成形以及自适应控制的基本理论,提出了自适应增量弯曲成形工艺知识库参数获取方法(直接法、单特征法、双特征法、三特征法、多点回归求解法),在此基础上,建立了一种基于工艺特征方程的自适应增量弯曲工艺知识库系统.研究表明,所设计的系统能够按照一定的计算法则,给出待加工零件的弯曲工艺参数,实现了网格式整体壁板增量弯曲成形过程中的工艺参数自动预测与调整,并在实际应用中进行了验证.

关键词: 网格式整体壁板 , 自适应 , 增量弯曲 , 知识库 , 特征方程

高压水射流参数对材料表面强化性能的影响

张大 , 李耐锐 , 曾元松 , 李志强 , 周文龙

材料科学与工程学报 doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2007.05.025

高压水冲击强化是一种新的表面强化方法,通过改善零件的表面状态而提高疲劳寿命.本文通过淹没射流的方法,选用铝合金7075T651作为实验材料,研究了高压水射流工艺参数对冲击强化的影响规律,并测试了材料表面强化的效果.结果表明:试件经高压水冲击强化后,其拉伸疲劳极限比未强化和喷丸强化条件下分别提高了22%和6.6%.由于高压水强化比喷丸强化得到了更好的表面状态,强化后的表面轮廓连贯平滑、浅表层压应力高,因而能更大程度提高强化件的疲劳性能.

关键词: 高压水冲击 , 表面强化 , 疲劳性能 , 表面轮廓

T7951二次时效对7055铝合金疲劳裂纹扩展行为的影响

回丽 , 朱永辉 , 李红 , 曾元松 , 王磊

机械工程材料

通过疲劳裂纹扩展速率试验和扫描电镜观察研究了T7951二次时效对室温空气环境下7055铝合金疲劳裂纹扩展行为的影响.结果表明:经二次时效处理后,该铝合金的裂纹扩展速率有所降低;二次时效前后铝合金疲劳断口的裂纹稳定扩展区均为准解理断裂,且均出现平行的疲劳条纹;二次时效前铝合金出现二次裂纹,其疲劳条纹间距大于二次时效后的;二次时效前后铝合金疲劳断口的瞬断区均为韧窝型穿晶断裂.

关键词: 7055铝合金 , 二次时效 , 疲劳裂纹扩展速率 , 疲劳断口

时效成形对2324铝合金组织及性能的影响

孙志强 , 周文龙 , 陈国清 , 黄遐 , 曾元松

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2009.10.016

研究了时效成形对2324铝合金力学性能的影响,利用透射电镜观察了时效成形过程中的微观组织.研究了时效成形产生的"应力位向效应"及其对力学性能的影响,对"应力位向效应"的特征和产生原因进行了分析.结果表明:由于外加应力造成了平行应力方向和垂直应力方向扩散系数的差异,导致析出相择优生长.无应力时效时析出相沿{201}晶面族均匀析出,时效成形过程中析出相沿平行(111)方向择优生长,择优生长方向主要取决于外加应力的方向.

关键词: 微观组织 , 应力位向效应 , 时效成形 , 2324铝合金

7050铝合金蠕变时效成形本构模型研究

吕凤工 , 黄遐 , 曾元松 , 王永坤 , 万敏

材料科学与工艺

为研究7050T451铝合金蠕变时效本构模型，在160℃、不同应力条件下进行单轴拉伸蠕变试验，分析了蠕变应变、屈服强度和微观组织随时间的变化规律。基于高强铝合金析出强化理论，建立了能描述蠕变时效成形宏观及微观变化的本构方程，并运用遗传算法对材料常数进行拟合优化。研究表明，该模型在不同应力水平下与试验结果吻合良好，能够用来模拟分析蠕变时效成形过程。

关键词: 7050铝合金 , 蠕变时效成形 , 本构方程 , 时效强化 , 遗传算法

交叠增韧仿生复合材料的研究进展?

吴为 , 徐柄桐 , 张荣霞 , 刘宝胜 , 曾元松

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.19.001

仿生设计方法为制备结构与功能一体化材料提供了重要的思路和途径，已成为各国研究的重点，贝壳的分层结构和高强韧性能仿生制造是其中较为典型的一类，据此可开发出具有优异的防护性能和抗裂纹扩展能力的层状复合材料。对层状复合材料制备工艺、界面扩散及结合强度、增韧机制、弹道防护性能的研究现状进行了简要综述，评价和总结了目前存在的问题，并对仿生制造的应用前景进行了展望，指出应加强层状复合材料变形的理论研究，进一步拓展层状复合材料的应用领域。

关键词: 仿生设计 , 层状复合材料 , 增韧 , 制备工艺

热压复合制备Ti-Al3Ti层状复合材料组织结构研究

盖鹏涛 , 吴为 , 曾元松

材料科学与工艺

采用热压复合工艺在不同工艺参数下制备了Ti-Al3Ti层状复合材料,利用SEM和EDS对材料的组织结构进行了观察,研究了热压复合工艺参数对Ti/Al扩散反应及反应层微观组织结构的影响规律.结果表明,在不同工艺参数下,Ti/Al叠层热压复合反应的初生相均为Al3Ti.600 ℃时Ti/Al叠层只发生少许反应,在界面处生成一薄层Al3Ti,650和700℃时,Al层完全反应,各层界面处结合状态良好,层间结合紧密.650℃时Al3Ti为唯一生成相,但700℃时,由于反应动力学的影响Al3Ti/Ti层之间有TiAl层生成,Ti-Al系金属间化合物的生成顺序为Al3Ti→TiAl.反应过程中液相的存在能够使Ti、Al持续紧密接触,加快反应速度,促进反应顺利进行.

关键词: Ti-Al3Ti层状复合材料 , 热压复合 , 组织结构 , Al3Ti层 , 扩散反应

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