杨慧艳
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何晓聪
,
周森
,
丁燕芳
机械工程材料
对压印接头进行了拉伸-剪切试验,用有限元软件对压印接头的拉剪过程和失效模式进行有限元模拟,并推导出了拉剪强度的预测公式.结果表明:根据压印接头的截面形状和尺寸,并充分考虑材料之间的接触形式和摩擦而建立的有限元模型,能够较好地预测压印接头的拉剪强度和失效模式;铝-铝和钢-钢同种材料的压印接头在拉剪载荷下的失效模式为上板在颈部最薄处断裂;提出的压印接头强度预测公式能准确预测接头强度,铝-铝接头和钢-钢接头拉剪强度的预测误差分别为4.6％和5.8％;拉剪强度主要取决于连接模具半径、上板材料强度和颈部厚度.
关键词:
压印连接
,
失效模式
,
拉剪强度
,
有限元模拟
郑俊超
,
何晓聪
,
邢保英
,
丁燕芳
,
曾凯
机械工程材料
采用有限元方法模拟了5052铝合金板的分体式下模压印连接过程,并与整体式下模压印过程的模拟结果进行了对比;对板料在分体式下模中的流动特征进行了模拟;对分体式下模压印接头阳极化覆膜后,利用微分干涉相衬法(DIC)对显微组织进行了分析,从微观角度观察分析了分体式下模压印连接成形过程中板料的流动.结果表明:模拟得到的分体式下模压印接头的颈厚和镶嵌量能较好地与试样的变形特征参数相符;压印接头区域的显微组织由原来的块状晶粒变成了纤维状,晶粒被拉长细化;分体式下模压印连接过程中板料流动的模拟结果与试验结果相吻合.
关键词:
压印连接
,
有限元模拟
,
分体式下模
,
显微组织
余童欣
,
何晓聪
,
高爱凤
,
邢保英
,
张越
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2015.05.012
采用试验方法研究了铝锂合金(1420)和钛合金(TA1)同种压印接头及这两种材料组合的异种压印接头的力学性能,以接头的承载以及缓冲抗震能力作为评价接头质量的两个主要标准,经实验得到每组接头的载荷-位移曲线和能量吸收直方图间接得出压印接头的承载以及缓冲抗震能力.由实验结果可知,表征接头的承载以及缓冲抗震能力的载荷-位移曲线和能量吸收直方图均表明TA1-1420接头的力学性能相较于其他接头好,且与TA1-TA1接头相比,作为下板的1420密度较小,TA1-1420组的压印接头质量更轻.TA1-1420接头更适用于对于承载和缓冲抗震要求较高的部件.
关键词:
铝锂合金
,
压印连接
,
承载能力
,
缓冲抗震能力
李佳伦
,
何晓聪
,
张越
,
刘福龙
,
邢保英
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.14.022
对钛合金(TA1)和铝合金(Al5052)板材组合进行压印连接的可行性进行了研究,发现压印连接可以有效地实现TA1-TA1组合和Al5052-TA1组合的连接.对所获得的接头进行准静态力学性能测试,并运用扫描电子显微镜对接头拉伸断口进行微观分析.结果表明,压印连接时,钛合金和铝合金的组合能够获得成形性较好的压印接头,TA1-TA1接头的最大载荷和失效位移较Al5052-TA1接头提高了303.8％和49.4％,这两种接头静态失效形式相似,为上板颈部材料首先被破坏,产生裂纹,之后裂纹沿用向逐渐扩展,最终导致整个压印接头断裂.由微观断口可以判断TAl-TA1接头断口处呈现准解理和韧窝形貌,即同时具有韧性断裂和脆性断裂的特征;Al5052-TA1接头断口处呈现直径和深度较大的拉长韧窝,即为韧性断裂.
关键词:
压印连接
,
钛合金
,
铝合金
,
准静态力学性能
,
断口分析
张越
,
何晓聪
,
卢毅
,
王医锋
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.16.022
对钛合金进行压印连接,将得到的压印接头分成3部分,一部分不予处理,一部分进行整体淬火处理,一部分进行整体退火处理,再将热处理前后的接头进行静态力学实验,并运用扫描电子显微镜对接头拉伸断口进行微观分析。结果表明,未处理的钛合金压印接头静拉伸失效载荷为4567.22 N,变形位移为1.19 mm；淬火处理的钛合金压印接头载荷和位移值均大幅度降低；退火处理的钛合金压印接头失效载荷降低了10.9%,变形位移比未处理的接头增加了7.6%。3种接头失效模式均为颈部断裂失效,从微观角度分析可知钛合金压印接头断口呈现韧窝形貌和少量解理特征,主要为韧性断裂；钛合金压印接头淬火后断口出现准解理特性和滑移特征,为脆性断裂；钛合金压印接头退火后断口呈现准解理和均匀的韧窝特征,主要为韧脆混合断口。
关键词:
钛合金
,
压印连接
,
热处理
,
力学性能
,
断口分析
张越
,
何晓聪
,
张龙
,
张先炼
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2017.06.017
压印连接是近年来新兴的连接方式,因其具有简单高效、低耗环保等优点,在连接应用方面越来越受到重视,而疲劳破坏是机械零件失效的主要形式.对钛合金压印接头的疲劳性能进行了实验研究,与母材的力学性能进行了对比分析,并对疲劳失效断口进行了断口分析和能谱分析.实验结果显示钛合金压印接头的平均拉伸-剪切强度约为同等尺寸材料拉伸-剪切强度的36.7％;钛合金压印接头的疲劳极限约为材料疲劳极限的46％,平均载荷约为接头最大静强度的42％.微观特征显示断口呈脆性疲劳断裂特征,由于微动磨损和氧化作用产生了成分为氧化钛的微动磨屑,且其硬度较高,因此在微动过程中起到磨粒的作用,从而加速了磨损和裂纹扩展,最终导致疲劳失效.
关键词:
钛合金
,
压印连接
,
疲劳性能
,
微动磨损
高爱凤
,
何晓聪
,
张越
,
余童欣
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2016.03.018
选取1420铝锂合金(1420)和镀锌钢进行不同组合压印连接,对所得接头进行静态力学性能试验,并运用扫描电子显微镜对接头拉伸断口进行微观分析.结果表明:镀锌钢-1420接头的静拉伸强度和能量吸收值最大(3 119.3 N,4.757 J);1420-1420接头最小(2 243.4 N,0.598 J).1420-1420接头为颈部断裂失效,镀锌钢-镀锌钢接头为混合失效,两种接头同时存在韧性断裂和脆性断裂两种特征;镀锌钢-1420接头为上板拉脱失效,接头断口为韧性断裂.
关键词:
1420铝锂合金
,
压印连接
,
力学性能
,
断口分析
郑俊超
,
何晓聪
,
许竞楠
,
曾凯
,
丁燕芳
机械工程材料
采用分体式下模压印连接设备分别对SPCC钢和5052铝合金进行压印连接,然后对两种材料的压印接头进行拉剪试验,并在不同载荷水平下进行疲劳试验,研究了它们的拉剪性能和疲劳性能.结果表明:在拉剪载荷下,铝合金压印接头从上、下板接触挤压的颈部发生断裂,钢压印接头在上、下板接触挤压的颈部发生断裂的同时发生剥离失效,压印接头的拉剪强度主要与上板的颈部强度有关;不同材料压印接头的疲劳性能均良好,钢压印接头的宏观裂纹出现在接头的盲孔边缘,垂直于载荷方向延伸,断裂发生在板材的接头处,其在0.75倍最大破坏载荷下的疲劳寿命超过500万次;铝合金压印接头在每种栽荷水平下的疲劳寿命均可达200万次.
关键词:
压印连接
,
拉剪性能
,
疲劳性能
冯模盛
,
何晓聪
,
邢保英
,
严柯科
材料导报
研究了压印连接接头的强度性能,介绍了压印连接成形原理和工艺过程.分析了压印连接接头的表面裂纹的产生原因,通过有限元分析得出最大应力应变的位置并以实验加以验证.采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对压印连接接头疲劳裂纹扩展进行数值模拟.分析了平均应力、应力比和加载频率对压印连接接头的疲劳裂纹扩展速率的影响.
关键词:
压印连接
,
疲劳裂纹扩展
,
ANSYS/LS-DYNA
