梯度铝蜂窝夹芯板的力学行为

梯度分层铝合金蜂窝板是一种有效的吸能结构,本工作在梯度铝蜂窝结构的基础上根据梯度率的概念,通过改变蜂窝芯层的胞壁长度,设计了4种质量相同、梯度率不同的铝蜂窝夹芯结构。通过准静态压缩实验,并结合非线性有限元模拟准静态及冲击态下梯度铝蜂窝夹芯结构的变形情况及其力学性能,分析对比了相同质量下梯度铝蜂窝夹芯结构在准静态下的变形模式以及冲击载荷下分层均质蜂窝结构和不同梯度率的分层梯度蜂窝结构的动态响应和能量吸收特性。结果表明:在准静态压缩过程中,铝蜂窝梯度夹芯板的变形具有明显的局部化特征,蜂窝芯的变形为低密度优先变形直至密实,层级之间的密实化应变差随芯层密度的增大而逐渐减小;在高速冲击下,梯度蜂窝板并非严格按照准静态过程中逐级变形直至密实,而是在锤头冲击惯性及芯层密度的相互作用下整体发生的线弹性变形、弹性屈曲、塑性坍塌及密实化;另外,在本工作所设计的梯度率中,当梯度率为γ₁=0.0276时,梯度蜂窝夹芯板的吸能性达到最好,相较于同等质量下的均质蜂窝夹芯板,能量吸收提高了10.63%。     

喷射成形7055铝合金的应力腐蚀性能研究

以喷射成形7055铝合金为研究对象,通过室温拉伸、光学显微镜和扫描电镜等分析方法,研究了载荷应力和浸泡时间对7055铝合金腐蚀性能的影响。研究结果表明,随着应力载荷的提高、腐蚀时间的延长,试样的强度并未出现明显的下降,但材料的塑性明显降低。腐蚀应力越接近材料的屈服强度,塑性下降越明显,抗拉应变和延伸率均降低,在腐蚀液中,极化曲线测试也表现出同样趋势。试样表层部分区域有明显的点蚀和晶间腐蚀空洞。拉伸时,腐蚀缺口处会产生明显的应力集中成为起裂源,导致材料塑性下降,从拉伸断口分析可知,断口边缘被腐蚀区域为明显的沿晶断裂。     

7055铝合金恒载荷应力腐蚀性能及机理研究

采用室温拉伸、光学显微镜和扫描电镜研究了不同恒载荷条件下7055铝合金型材的应力腐蚀性能。结果表明,在腐蚀周期内,随着应力腐蚀载荷的提高,试样的强度并未出现明显的下降,而塑性下降40%。应力腐蚀载荷越接近材料的屈服强度,塑性下降就越明显,抗拉应变和延伸率均有降低。应力腐蚀试样表层部分区域有明显的点蚀、沿晶腐蚀空洞和裂纹;拉伸时,腐蚀缺口处会产生明显的应力集中而成为起裂源,拉伸断口边缘被腐蚀区域为明显的沿晶断裂。     

焊剂片约束电弧焊接三明治板熔滴过渡与熔池波动研究

针对焊剂片约束电弧(FBCA)焊接高强钢三明治板熔池研究难点,采用侧边贴敷耐高温石英玻璃片方法,采集焊接动态过程信息,实现熔池边缘曲线的提取与特征参数的计算,研究不同参数下熔滴过渡模式及熔池边缘曲线波动情况,分析熔池振荡角与焊接稳定性及焊缝成形之间的关系。结果表明：不同参数下FBCA焊接存在短路过渡、粗滴过渡、排斥过渡、细滴过渡、射滴过渡、弧桥并存过渡六种过渡方式,对芯板内熔池边缘波动的影响依次减弱;随着熔池振荡角变化,熔池边缘曲线形状存在混合U形、深U形及浅U形,电弧燃烧稳定性依次增强;当焊接处于弧桥并存过渡模式、熔池边缘曲线为浅U形时,电弧稳定燃烧,电弧力作用均匀,焊接过程稳定,焊缝质量最好。     

激光焊接用数控十字焊接工作台的研发

依据现有激光焊接机的技术特点和工作要求,研制了1台与之配套的高精度数控十字焊接工作台,采用单片机控制,步进电机驱动.工作台可沿x,y两个方向进行变速的线性运动,其平均到位偏差仅为0.003mm/100mm,能够适应激光焊接机高精度等特点,保证了激光焊接过程中的焊接精度.     

三明治结构中T形焊接接头力学性能测试分析

提出双剪切试验模型和T形接头的弯矩试验模型,用于测定焊缝及接头在不同工作应力状态下的不均匀变形和失效过程,并利用有限元计算对接头中焊缝变形及应力状态进行分析.结果表明,金属三明治板在承受弯矩载荷时面板和芯板连接处的焊接接头主要承受平行于面板的剪应力和弯矩作用;随着加载,损伤起始于焊缝焊根处,并向纵深扩展.针对接头失效分析,试验与数值计算得到了较统一的结果.     

T型接头约束电弧塞焊焊接工艺与焊缝成形

针对三明治板激光焊接中芯板与面板T型接头熔合不良的问题,提出一种利用焊剂片约束电弧塞焊制造高强钢三明治板的新工艺。采用高速摄像技术研究电弧燃烧形态和熔池变化过程,并对T型接头进行力学性能测试。结果表明,焊剂片可以压缩和稳定电弧,提高焊接热效率,促进熔滴过渡。采用φ1.6 mm焊丝焊接时,坡口装配间隙5~6 mm,焊缝成形良好。焊接电流一定时,随着电弧电压的增大,接头依次出现未焊透、成形良好、电弧再次攀升未焊透和焊漏的变化规律。约束电弧塞焊工艺范围为:电弧电压20~24 V,焊接电流160~300 A,焊速5 mm/s。     

6005A铝合金反向等温挤压热性能试验及数值模拟

针对6005A铝合金反向挤压温度演变和材料流变特性进行了有限元分析和试验验证。在此基础上研究了实际挤压工艺对材料挤压性能的影响。结果表明,试样的出口温度和挤压峰值载荷随着挤压速度的增加而升高,而材料流变死区随挤压过程的进行向坯料近模具端口收缩,但总体形状保持不变。在挤压过程进入稳定阶段后,材料的应变速率保持恒定。对于反向挤压工艺,坯料挤压温度、挤压比和挤压速度是决定试样最终组织和力学性能的主要因素。