铝合金板材不同连接工艺接头强度对比研究

分别利用自冲铆接、电阻点焊、压印连接技术对AA5052铝板进行连接,通过剖面直观检测法分析接头的成形质量,利用电液伺服试验机对接头进行静力学试验,分析接头的失效形式、失效载荷以及能量吸收值。结果表明:5052电阻点焊接头的失效载荷最高,约为自冲铆接头的1.1倍、压印接头的2.5倍;自冲铆接头的能量吸收值最高,约为电阻点焊接头的1.5倍、压印接头的18.8倍。     

复合材料/铝合金黏接-自冲铆接头力学性能

为探究碳纤维复合材料黏接-自冲铆复合接头力学性能,对厚度为1.5 mm的碳纤维复合材料及5052铝合金板材分别进行自冲铆接,结合dp460环氧树脂黏接-自冲铆复合连接及黏接3种不同工艺制作单搭式接头,通过剖面直观检测分析法对接头成形进行质量评价,由拉伸-剪切试验获得各组接头的静破坏载荷及失效位移,并计算相应能量吸收值。结果表明:黏接-自冲铆复合连接工艺可以实现对碳纤维复合材料与5052铝合金板材的有效连接,其复合接头静破坏载荷比自冲铆接接头增加160%,为5 425.2 N;与黏接接头相比,黏接-自冲铆复合接头能量吸收能力更强,是前者的2倍;失效模式为在铆接位置发生纤维层断裂,黏接处发生混合破坏,搭接区域的5052铝合金板上出现纤维层残留;失效机理为铆钉刺入破坏纤维材料的连续性,在黏接剂的作用下断裂的纤维层黏接在上板并与下板分离。     

碳纤维板材与轻合金板材自冲铆接头性能研究

为探究用自冲铆接技术连接碳纤维复合材料与轻合金板材的可行性以及接头的静力学性能,选取碳纤维增强复合板(CFRP)与AA5052铝合金板(5052)进行自冲铆接试验,分析接头的成形质量,利用电液伺服材料试验机对接头进行拉伸-剪切试验,分析接头的失效形式、失效载荷以及能量吸收值。结果表明:用自冲铆接技术连接碳纤维增强复合板与铝合金板材时,应使用碳纤维材料作为上板;CFRP-5052自冲铆接头的失效形式均是上板材料纤维丝的断裂以及层间开裂,并且上板厚度越大,失效载荷以及能量吸收值越大。     

铆接方式对AA5052铝合金自冲铆接头静力学性能的影响

为探究铆接方式对AA5052铝合金自冲铆接头静力学性能的影响,制备单向铆接方式(ZAA),双向铆接方式(ZAB和ZBA)3种接头,对其进行拉伸-剪切试验,分析接头的失效形式及宏观失效机理,研究接头的静失效载荷、能量吸收能力及刚度变化。结果表明:双向铆接方式相对于单向铆接方式可有效防止试件发生翘曲,且双铆钉拉伸失效形式均为板材断裂失效,ZBA组板材断裂部位为铆钉头接触处,ZAB组板材失效部位为铆钉管腿接触处,ZAA组板材失效部位则有铆钉头接触处和铆钉管腿接触处;ZAB组的失效载荷值最小,为7 051.7 N,小于ZAA组的7 154.7 N和ZBA组的7 228.0N,而ZAB组相对于其他组具有更好的能量吸收能力;双向铆接方式可有效提高接头刚度,但会使接头应力分布更趋复杂化。     

MB8镁合金焊接接头超高周疲劳性能

为提高镁合金焊接接头的超高周疲劳寿命及其安全可靠性,采用机械打磨除去MB8镁合金焊接接头余高,利用超声疲劳试验机来探究MB8镁合金焊接接头超高周疲劳性能。结果表明:MB8镁合金焊接接头的S-N曲线在2.0×10~8周左右时会出现平台,说明其存在疲劳极限;当疲劳寿命小于2.0×10~8周,S-N曲线呈连续下降趋势,疲劳寿命随着载荷的降低而增加;疲劳失效试样都断裂在试样的中间焊缝部位,疲劳断口可以分成疲劳源区,柱状晶扩展区、过渡扩展区、粗晶扩展区、瞬断区5个区域。     

钢-铝异种金属自冲铆接头酸性环境下的失效行为分析

以摩尔浓度为0.02 mol/L的NaHSO_3溶液为腐蚀溶液进行钢(DP590)-铝(AA5052)异种金属自冲铆试件干湿周浸腐蚀试验,通过腐蚀动力学和静力学测试,研究自冲铆接头在酸性腐蚀环境下的静强度,并分析接头失效机理。结果表明:随腐蚀周期的延长,试件质量损失和腐蚀速率均呈先增大后减小趋势,板材与铆钉腐蚀程度不断加重;试件接头失效形式主要有3种(L、M和N形),其对试件静强度影响较大,M形失效试件静强度值远大于其他两种;失效位移对试件能量吸收值影响显著,M形失效试件能量吸收值最小。     

连接工艺对铝合金搭接结构力学性能影响

为使飞机结构轻量化,用搅拌摩擦点焊、铆接、电阻点焊工艺连接某型飞机的典型铝合金搭接结构件并进行力学性能对比。对3种连接结构件的拉剪和疲劳失效形式进行分析,比较拉剪及疲劳性能,评价3种工艺疲劳可靠性。结果表明：搅拌摩擦点焊与铆接结构件拉剪性能相当,搅拌摩擦点焊的疲劳性能稍低于铆接结构件,两者的拉剪和疲劳性能均优于电阻点焊结构件。同时,搅拌摩擦点焊和铆接结构件的疲劳可靠性均优于电阻点焊。综合考虑力学性能、环保和结构轻量化等因素,搅拌摩擦点焊对实现飞机结构轻量化具有重大意义。     

钢-铝爆炸复合接头材料的腐蚀与防护

研究了Q2 35钢 -铝合金爆炸复合接头在 3 5 %NaCl溶液中的腐蚀特性。结果表明 ,复合接头区在 3.5 %NaCl溶液中发生了电偶腐蚀 ,加速了铝合金的腐蚀破坏。这类腐蚀过程较为复杂 ,接头区存在电偶腐蚀 ,由于爆炸时强大的冲击力使得复合接头区的组织发生强烈的塑性变形和熔化 ,导致该区组织在物理、力学、电化学等方面的不均匀性 ,使得腐蚀情况更为严重 ,发生电偶腐蚀和晶间腐蚀。针对这类腐蚀 ,提出了保护措施     

夹层结构自冲铆接头的腐蚀行为及力学性能

通过盐溶液周期浸润腐蚀试验,研究以AA5052铝合金为基板的泡沫铁镍夹层结构自冲铆接头的耐腐蚀性能,并用扫描电镜观察接头的腐蚀产物,再对各腐蚀时间的接头进行拉伸-剪切试验,探究夹层结构自冲铆接头的腐蚀行为,并揭示腐蚀对接头力学性能的影响。此外,总结了周浸腐蚀对接头能量吸收能力的影响规律。结果表明:不同腐蚀时间接头的拉伸失效模式变化的原因与其内部的腐蚀行为相关;接头的残余抗剪强度随周浸腐蚀时间的增加呈先增加后递减的趋势,失效位移和能量吸收值在周浸腐蚀前30 d先减小再增加,而30 d以后逐渐减小,这主要是受接头内部界面上腐蚀产物形貌演变的影响。     

夹层结构自冲铆接头疲劳性能的研究

以不同泡沫金属为夹层进行自冲铆接头疲劳试验,采用二参数威布尔分布检验疲劳数据,并拟合各组试样的S-N曲线。用扫描电子显微镜观测不同疲劳区接头的典型疲劳断口,分析裂纹萌生形式,研究接头在不同应力下的失效机理。结果表明:以泡沫镍为夹层的接头疲劳寿命明显优于泡沫铁镍为夹层的接头;泡沫镍在微动过程中迁移流动能力较强,在磨屑床中起第三体润滑承载作用;接头的疲劳裂纹萌生于接头的铆接点下板或铆孔中心的下板一侧区域;铝合金疲劳源区晶粒滑移呈不均匀性,疲劳裂纹萌生于金属夹杂物、第二相处;接头的裂纹扩展区可观察到大量密集分布的疲劳条带,并伴有较深的二次裂纹;在瞬断区,铝合金自冲铆接头呈韧窝形貌。     

拔销器手动拔销螺纹咬死故障分析与防控

为解决拔销器螺纹咬死故障,通过失效分析和机理研究,从配合螺纹公差带设计、螺纹材料选择、螺纹表面处理及润滑剂使用四个方面提出了防止螺纹咬死控制措施,并进行了相关试验验证,有效解决了拔销器反复拆装过程的螺纹咬死现象,有利于提高产品质量。     

泡沫夹层对自冲铆接头力学性能的影响

为探究泡沫夹层对自冲铆接头力学性能的影响,制备以AA5052铝合金为基板,泡沫镍、泡沫铜为夹层的自冲铆接头;通过拉伸-剪切试验研究接头的静失效载荷、失效位移及能量吸收能力,分析接头的失效形式及宏观失效机理;运用MATLAB对接头的静失效载荷和失效位移进行分析。结果表明:泡沫夹层对接头的成形质量影响显著,可增大接头的钉脚张开度,改善应力分布;1 mm泡沫镍夹层使接头静失效载荷增加8.9%;随着泡沫镍夹层厚度的增加,夹层结构自冲铆接头的抗拉强度呈降低趋势,但能量吸收值相对提升;泡沫铜夹层相对降低了接头的失效位移和能量吸收值,且其厚度对自冲铆接头的静失效载荷影响显著,泡沫铜夹层越厚,接头静失效载荷越低。泡沫夹层结构自冲铆接头的失效模式为铆钉脱离下板。     

C/C复合材料与镍基高温合金连接接头断裂机制的研究

C/C复合材料与镍基高温合金的连接构件在航空、航天和军工等领域具有很重要的应用前景,利用真空热压工艺成功实现C/C复合材料与镍基高温合金之间的有效连接,并借助SEM、EDS和材料万能试验机,对连接接头的断面及断裂过程进行研究。结果表明:连接中间层可视为特殊的复合材料,接头的断裂模式应为积聚型断裂;而影响接头断裂主要因素则是连接面内各部分材料之间的热膨胀系数的不匹配。     

腐蚀疲劳失效

<正> 腐蚀疲劳是描述材料在交变(周期)应力及腐蚀环境下断裂现象的一个术语,该断裂包括了裂纹的引发和扩展过程。已公认,腐蚀疲劳强烈地依赖于载荷、冶金学和环境参数间的相互影响。腐蚀性环境通常对疲劳寿命具有有害影响,与较惰性环境相比,在腐蚀性环境中比较少的应力循环就会导致失效,然而,在某些例子中,如:镍基超耐热合金暴露于高温氧化环境中,腐蚀环境的存在可减慢疲劳断裂过程,增加失效前应力循环次数。在本卷“腐蚀失效”和“疲劳失效”这两篇文章中,分别讨论了金属中腐蚀和     

连接温度对Cu/Al扩散连接的影响

采用真空扩散连接工艺对Cu/Al异种材料进行连接实验,研究连接温度对焊缝微观组织及力学特性的影响。利用SEM对接头剖面的微观组织进行表征;在拉伸试验机上测试接头拉伸强度,并对断口形貌进行SEM分析。结果表明：采用真空扩散连接工艺可以实现Cu/Al异种材料的有效连接;随着连接温度的升高,接头的抗拉强度随之提高,当连接温度为540 ℃,接头抗拉强度最高达到185 MPa;拉伸断口形貌具有明显的脆性断裂特征。     

黏接剂对DP780和TA1自冲铆接头力学性能的影响

以镀锌DP780高强度钢-钛合金TA1自冲铆接头和镀锌DP780高强度钢-环氧树脂黏结剂-钛合金TA1黏铆复合接头(黏接-自冲铆接)为研究对象,通过分析其载荷-位移曲线、截面成形参数、宏观失效模式,对比两组接头的力学性能。结果表明:黏铆复合接头平均静失效载荷和刚度系数比自冲铆接头分别增大29%、63%;内锁长度增加0.107 mm,残余底厚减小0.453 mm。黏铆复合接头宏观失效模式为铆钉腿拉脱断裂、胶层混合破坏,自冲铆接头失效模式为铆钉腿拉脱断裂。     

6061铝合金与304不锈钢管磁脉冲连接实验研究

利用磁脉冲方法连接6061铝合金和304不锈钢异种金属,借助CT进行连接接头无损检测、SEM进行接头界面的微观形貌观察和元素分布的EDS分析。结果表明:在保证连接质量的前提下,结合处带槽的接头,采用低规范连接;两种材料的力学性能差异对结合面的形貌有显著影响;磁脉冲连接的异种材料,连接界面呈冶金结合。     

电偶腐蚀的影响因素研究

以2A12/45和2A12/40CrNiMoA为研究对象,采用电偶腐蚀实验方法系统研究了溶液浓度、pH值以及材料特性和外力等因素对电偶腐蚀行为的影响。结果表明:pH值不变,随着溶液浓度的升高,两个偶对的电偶电流密度增大;溶液浓度不变,随着溶液pH值的降低,两个偶对的电偶电流密度增大;从腐蚀形态来看,不同浓度下2A12表面的腐蚀形态主要是不均匀的点蚀,pH=2时为均匀腐蚀,而在pH=4和pH=7时为局部的点蚀;应力的变化不仅对电偶电流密度有明显影响,而且承受的应力水平增大,电偶电流密度增加,电偶腐蚀敏感性提高,无应力时,作为阳极的2A12铝合金表面的腐蚀形式是局部的点蚀,且腐蚀产物附着在金属表面,当外加应力增加到75%σs时2A12铝合金表面腐蚀明显加剧,且随着腐蚀产物的脱落,局部区域出现较大的蚀坑。     

电偶腐蚀的影响因素研究

以2A12/45和2A12/40CrNiMoA为研究对象,采用电偶腐蚀实验方法系统研究了溶液浓度、pH值以及材料特性和外力等因素对电偶腐蚀行为的影响。结果表明：pH值不变,随着溶液浓度的升高,两个偶对的电偶电流密度增大;溶液浓度不变,随着溶液pH值的降低,两个偶对的电偶电流密度增大;从腐蚀形态来看,不同浓度下2A12表面的腐蚀形态主要是不均匀的点蚀,pH=2时为均匀腐蚀,而在pH=4和pH=7时为局部的点蚀;应力的变化不仅对电偶电流密度有明显影响,而且承受的应力水平增大,电偶电流密度增加,电偶腐蚀敏感性提高,无应力时,作为阳极的2A12铝合金表面的腐蚀形式是局部的点蚀,且腐蚀产物附着在金属表面,当外加应力增加到75％σs时2A12铝合金表面腐蚀明显加剧,且随着腐蚀产物的脱落,局部区域出现较大的蚀坑。     

螺纹连接预紧力在机载发射装置中的应用

螺纹连接在产品中普遍采用，螺纹连接的预紧力对装配产品的性能有较大影响。介绍了预紧的重要性，通过受力分析给出螺纹连接的最大预紧力、最小预紧力和适当预紧力的计算方法。对几种常用控制预紧力的方法进行比较后，结合实际选择了扭矩拧紧法，给出拧紧力矩的计算方式。最后汇总列出几种常用螺钉的适当预紧力和拧紧力矩。