鲨鱼皮仿生结构应用及制造技术综述

鲨鱼体表的盾鳞沟槽结构具有显著的减阻效果。鲨鱼仿生沟槽结构的应用涉及航空、舰艇、汽车、管路运输、风力发电等领域。鲨鱼皮沟槽结构的仿生制造主要有两个途径,即沟槽结构形式与鲨鱼盾鳞仿真结构形式。文章针对沟槽结构的微槽滚压、金刚石多轮廓磨削、飞秒激光烧蚀等制造技术,及鲨鱼盾鳞仿真结构的微压印法、固化法、微电铸法、微纳米滚压法、软刻技术等进行了综述,并对鲨鱼皮仿生结构制造技术进行了展望。     

双级峰时效对超高强Al-Zn-Mg-Cu合金微观组织与力学性能的影响

800 MPa级超高强Al-Zn-Mg-Cu合金对航空结构轻量化具有重要意义,但存在断裂伸长率波动较大的问题.本文提出了双级峰时效制度,系统对比了120℃单级时效、80℃一级时效和120℃二级时效处理后的微观组织和力学性能.结果发现:双级时效过程中,经一级时效处理后合金基体内析出了高密度的GP区,促进后续二级时效过程中...     

柔性多点模具蒙皮拉形有限元简化分析模型的建立

建立一种简化有限元模型,用以解决柔性多点模具蒙皮拉形工艺由于冲头顶端曲面曲率半径小,而导致单元数量庞大的问题。通过将简化有限元分析模型与非简化模型对比,并通过工艺试验,验证了简化分析模型的可行性和有效性,为新产品研制降低成本提供了有效方法。     

热作模具钢4Cr5MoSiV1的热变形行为及本构模型修正

借助Gleeble-3500热模拟试验机和光学显微镜研究热作模具钢4Cr5MoSiV1在变形温度为750～1050℃、应变速率为0.001～0.1s-1条件下的热变形行为及显微组织特征.结果表明,4Cr5MoSiV1钢的流变应力随温度升高而降低,随应变速率升高而增大;动态再结晶在低应变速率与高变形温度下更易发生;得到4...     

整体壁板增量压弯试验与模拟

采用逐点增量弯曲的方法对网格式带筋整体壁板进行了试验研究,并进行了有限元模拟.研究表明:采用增量压弯成形工艺可以成形出具有一定曲率外形的整体壁板;压弯过程中蒙皮始终处于弹性变形阶段,筋条既有弹性变形产生,又有塑性变形产生;压下量达到一定值时,塑性变形的比率急剧增加.     

搅拌摩擦焊Ti-4.5Al-3V-2Fe-2Mo合金的超塑性变形行为研究

SP700钛合金(Ti-4.5Al-3V-2Fe-2Mo)具有非常优异的低温超塑性和较宽的低温热加工窗口。本文分别采用最大m值法和恒应变速率法,针对SP700钛合金搅拌摩擦焊接头超塑性变形行为进行了研究。研究结果表明:采用最大m值法在795℃获得了最大超塑延伸率为989.9%;采用恒应变速率法,在795℃、应变速率为5×10^-4s^-1条件下获得最大超塑延伸率为687%。两种方法较母材的最佳超塑温度(765℃)均有所提高。对比搅拌摩擦焊焊核区的细晶组织,经超塑拉伸变形后,微观组织晶粒粗化严重,且β相含量减少。引起晶粒显著粗化的原因可能是经搅拌摩擦焊剧烈的塑性变形后导致的晶粒内部畸变能增加,在后续的超塑变形过程中晶粒长大势能增加所致。较高应变速率条件下的变形机制为晶粒拉长、长大、断裂和再结晶球化。搅拌摩擦焊焊接接头焊核区及热机械影响区存在较为明显的组织不均匀,经超塑变形可有效改善搅拌摩擦焊焊接接头的组织不均匀性。     

交叠增韧仿生复合材料的研究进展

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。     

基于模具创新设计的高强钛管小半径加热绕弯扁化控制

目的 发展小直径高强钛管小弯曲半径(R=1.5D)加热弯曲成形的截面扁化缺陷控制技术.方法 基于对管材弯曲前预变形和弯曲过程中施加有效约束的原理,设计变曲率型腔的反变形压力模结构、勺形芯模结构和带芯球的柔性芯模结构,结合有限元仿真分析,研究探索不同模具结构设计对弯管截面扁化的影响.结果 与"压力模+圆形芯棒"模具组合相...     

7B04铝合金带筋构件的蠕变时效变形行为研究

为研究弹性预加载范围内7B04T651铝合金带筋构件的蠕变时效变形规律,进行了140℃/20h的蠕变时效成形试验,分析弯曲半径、蒙皮厚度、筋条宽度和筋条高度对回弹率的影响。同时,运用建立的蠕变本构方程和有限元分析模型对蠕变时效成形过程进行仿真分析,计算得到不同条件下的回弹率。结果表明:蒙皮越厚、筋条越高,则回弹率越低;弯曲半径越大、筋条越宽,则回弹率越高。弯曲半径和筋条高度是影响回弹率的主要因素,有限元计算回弹率与试验结果吻合较好,验证了有限元分析模型的准确性。     

淬火温度对超高强Al-Zn-Mg-Cu合金组织和与性能的影响

强度接近800MPa的超高强Al-Zn-Mg-Cu合金在航空工业上拥有广阔的应用前景,对结构轻量化具有重要意义,但较差的耐蚀性能限制了该合金的应用。本文通过控制淬火用的水介质温度（简称淬火温度）,在超高强Al-Zn-Mg-Cu合金晶间形成淬火析出相来调控耐腐蚀性能。研究对比了经不同温度淬火后的峰时效态微观组织、拉伸力学性能、晶间腐蚀性能以及剥落腐蚀性能,发现：提高淬火温度有助于形成晶内与晶间淬火析出相,促进时效析出相断续分布,并提高了晶间析出相中Cu元素含量;当淬火温度升高至80℃,室温拉伸强度性能仅下降了1.4%,但晶间腐蚀深度降低了约50%,剥落腐蚀由ED级优化为PC-EA级,但继续增加淬火温度则降低耐蚀性能。分析认为,淬火温度在60-80℃之间时,晶界区域形成的淬火析出相提高了晶界电位,阻断了腐蚀扩展通道,同时由于晶内淬火析出相的数量较少,在不显著降低力学性能的前提下提高了耐腐蚀性能。