盐溶液周浸试验对AA5052自冲铆接头静力学性能的影响

为探究盐溶液周浸试验对AA5052自冲铆接头静力学性能的影响,对用平模(PFS)和凸模(TFS)铆接的试件进行盐溶液周浸试验,并按不同时间段取出进行称重和拉伸-剪切试验,结果表明:腐蚀试验前后,PFS和TFS试件在各阶段的重量均值均有所变化,说明试件已经发生腐蚀;接头在拉伸-剪切试验过程中失效模式均为下板与铆钉分离,且随着时间的增加,拉伸失效模式并未发生改变;接头的接触部分由于形成了盐薄夹层,使得失效峰值载荷呈现先平稳后上升最后下降的趋势,且下降速率明显大于上升速率;能量吸收值呈现先下降后上升再下降趋势,且后期下降速率明显大于前期下降速率。     

酸性腐蚀环境下铝合金自冲铆接头的静力学性能研究

以0. 02 mol·L~(-1)的Na HSO3溶液作为酸性腐蚀液对5052铝合金(AA5052)自冲铆试件进行干湿周浸腐蚀实验,通过失重法、静力学测试和电镜扫描(SEM)研究酸性腐蚀环境对AA5052自冲铆接头静力学性能的影响,并从宏观与微观两个方面分析接头失效的机理。腐蚀实验结果显示,随着腐蚀周期的延长,腐蚀产物不断增多,试件失重量增大,腐蚀速率减小,试件表面出现凹坑与凸起,数量不断增加,程度持续加剧;静力学测试中,接头失效形式未发生显著变化,静力学强度呈下降趋势,能量吸收值呈先上升后下降趋势; SEM实验分析得出,板材接触区腐蚀产物增多,上板断裂部位组织呈抛物线状韧窝特征,破坏路径由接头中心向两侧边扩展。由于腐蚀产物的存在,下板铆孔区域损伤严重。     

铝锂合金压印-点焊复合连接接头力学性能分析

分别采用压印连接和压印-点焊复合连接方式对铝锂合金AL1420进行连接,通过对拉伸-剪切试验后失效接头和得到的载荷-位移曲线进行观察和分析,对各组试件进行失效形式和力学性能的对比研究,并对不同焊接电流对接头产生的影响进行探讨。结果表明:焊接电流能有效改变压印接头性能。压印-点焊复合连接较压印连接接头断口处截面变形严重,但接头力学性能优于压印连接接头性能,并且焊接电流每增大1 k A,接头承载力以1. 05倍速率增加;压印-点焊复合连接接头较压印连接接头具有更好的能量吸收特性,并且随焊接电流的增大,能量吸收性能提高。     

周浸腐蚀对三明治结构自冲铆接头力学性能的影响

通过盐溶液周期浸润(简称周浸)腐蚀试验,研究了以AA5052铝合金为基板的泡沫铁镍夹层结构的自冲铆接头的耐腐蚀性能。对不同腐蚀时间的接头进行了拉伸-剪切试验,探究了接头的失效形式,揭示了腐蚀对接头抗剪强度的影响规律。结果表明:不同腐蚀时间接头的拉伸失效模式不同,接头的抗剪强度随周浸腐蚀时间的增加呈先增加后递减的变化,失效位移在周浸腐蚀的前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行为的影响。     

AA5052铝合金自冲铆接头在周浸环境下的腐蚀行为及失效形式

通过盐溶液周期浸润腐蚀试验,研究了以AA5052铝合金为基板、泡沫镍为夹层结构的自冲铆接头的耐腐蚀性。对各腐蚀时间的接头进行拉伸-剪切试验,采用扫描电镜对接头的断口形貌进行观察。揭示了接头的腐蚀行为及失效机理。分析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形式变化的原因与其内部的腐蚀行为相关。接头的能量吸收值在周浸腐蚀前30 d先减小再增加,而30 d以后的逐渐减小。     

基于试验与数值模拟对比的钛合金压印接头研究

选取TA1钛合金进行同种板材单搭压印连接,选用ANSYS/LS-DYNA模块模拟压印连接的成形过程,对数值模拟的接头截面与试验接头截面进行对比分析。同时,对试验所得压印试件进行拉伸-剪切试验,观察其失效过程和失效模式。建立三维模型模拟压印试件拉伸-剪切试验过程。试验与模拟对比研究的结果表明:ANSYS/LS-DYNA模型可以形象直观反映被连接薄板在压印过程中的材料流动与变形情况,能较好的模拟压印连接的成形过程。拉伸-剪切数值模拟准确反映了试验过程中接头应力集中及应力分布情况。     

局部热处理对SPCC压印接头静力学性能的影响

为研究局部热处理对SPCC冷轧钢压印接头静力学性能的影响分析,构建局部热处理试验平台,采用氧乙炔火焰加热方式将SPCC冷轧钢压印接头进行局部加热至870℃后迅速冷水淬火处理。对热处理前后试件进行拉伸-剪切试验,并横向截取压印接头机械內锁部分,先后对其进行金相试验和显微硬度测试试验。结果表明:淬火处理后的SPCC冷轧钢压印接头失效载荷约为4454.01 N,比未热处理压印接头提高45.39%;SPCC冷轧钢压印接头淬火处理后形成大量板条状马氏体;热处理后压印接头部位材料硬度为799.2 4HV,比未热处理提高77.78%。     

底厚对镀锌钢压印接头失效模式影响分析

为研究压印接头底厚与其失效模式之间的关系以及不同失效模式下其静力学性能,对同种镀锌钢材料进行压印连接,再进行拉伸剪切试验。结果表明:对镀锌钢同种单搭压印接头,当底厚不同时,压印接头的失效形式不同。当接头底厚为0.95 mm时,接头失效模式为颈部断裂失效模式和颈部断裂混合失效模式;当底厚为0.95 mm到1.26 mm之间时,接头的失效形式为混合失效;底厚为1.37 mm时,接头失效模式全部为底部拉脱失效。随着失效形式从颈部断裂失效模式到混合失效,再到底部拉脱失效变化,其承载能力、失效位移、能量吸收值呈抛物线变化。当失效形式为混合失效时,其承载能力、失效位移及能量吸收值均最优。     

退火处理对钛合金压印接头疲劳性能影响

文中实现了钛合金板材的压印连接,并将得到的压印接头分成两部分,一部分不予处理,一部分进行整体退火处理. 将得到的两组试件进行静拉伸试验和拉-拉疲劳试验. 结果表明,未处理的钛合金压印接头静拉伸最大载荷均值为4 363.64 N,失效位移均值为1.48 mm. 退火处理后,钛合金压印试件的静拉伸最大载荷均值为3 879.74 N,失效位移均值为1.85 mm;未处理的钛合金压印接头疲劳性能明显优于后者,前者的疲劳极限高于后者约68%;两种接头的疲劳裂纹总是在压印点偏上的部位出现,SEM分析显示该部位应力较为集中且存在多个疲劳源,两种断口的疲劳源呈脆性疲劳断裂特征,退火处理的接头颈部断裂断口为塑性断裂.     

钢/铝异种板自冲铆接头的腐蚀性能研究

为了分析钢/铝异质板自冲铆接头的腐蚀性能,对该接头进行了不同时间的盐溶液周浸腐蚀试验。试验后对试样进行了称量和拉伸,并进行了下板失效部位的断口分析。结果表明:腐蚀试验后试件的质量明显减小;除腐蚀0、15 d的个别接头的下板未被撕裂外,其余接头均为下板撕裂,铆钉与下板分离,且随腐蚀时间增加,撕裂更加明显;拉伸失效载荷均值和能量吸收值均先上升后下降的变化;0 d时下板拉脱断口处出现明显刮痕,腐蚀后的撕裂断口处有大量韧窝,随着腐蚀时间的延长,韧窝中夹杂物增多。     

AA5052自冲铆接头成形质量及其静力学性能研究

通过改变整形力、刺穿力及行程研究铆接工艺参数对AA5052自冲铆接头性能的影响,进而探究接头成形质量及其对接头静力学性能的影响。结果表明:接头失效模式均为下板与铆钉分离,这是由于在拉伸-剪切试验过程中,位于下板内部的机械内锁遭到破坏,铆钉从下板拉出。在一定范围内,随着整形力的增加钉头高度逐渐减小,接头表面越平整,内锁长度却逐渐增加;随着刺穿力的增加,钉脚张开度减小,但内锁长度却逐渐增加,可形成较好内锁值;随着行程增大,钉脚张开度随之增大,内锁长度也会增加,接头可形成较好的机械内锁且具有较好的密封抗蚀能力。整形力对AA5052自冲铆接头静力学性能影响最低,刺穿力和行程均对试件的拉伸载荷和能量吸收能力有显著影响。     

三层板压印接头静拉伸力学性能研究

采用试验方法研究了基板配置方式及上板厚度对三层板压印接头力学性能的影响。对上层板厚度不同以及配置形式不同的6组试件进行拉伸剪切试验,结果表明:接头配置形式对失效模式以及强度有很大影响。6种接头中,C型配置方式接头的拉伸强度最大;同种配置方式下,上板厚度对接头强度影响很大,上板厚度越大接头拉伸强度越大,其中A型配置方式中表现最明显。接头失效模式有颈部断裂失效、内锁拉脱失效和混合失效。不同的失效模式对应不同的失效位移,颈部断裂失效位移最小,混合失效位移其次,内锁拉脱失效位移最大。     

TA1/AA5052压印接头力学性能研究与断口分析

采用压印连接技术制备了TA1-AA5052(钛—铝)和AA5052-TA1(铝—钛)压印接头,对两种接头进行了拉伸—剪切试验。观察了压印接头的截面结构特征并对比分析了这两种压印接头静力学性能,对接头失效部位进行了断口分析。结果表明:铝—钛接头失效载荷约1112.68N,而钛—铝接头失效载荷约为铝—钛接头的2.79倍,接头静态失效模式为颈部断裂失效;铝—钛和钛—铝接头断口形貌均为韧性断裂韧窝状断口形貌,但钛—铝接头的吸收能量值大、断裂抗力较强。     

材料属性对压印及其复合接头性能的影响

对三种铝板的压印接头与压印-粘接复合接头进行拉伸剪切试验,研究基板性能对压印及其复合接头力学性能与失效模式的影响。结果表明:基板性能对压印及其复合接头力学性能有较大影响。当基板强度高时,压印接头强度高且失效位移长,压印-粘接复合接头中粘接剂对压印接头强度影响小,而对失效位移与能量吸收能力影响大。压印接头失效模式均为颈部断裂失效;当基板强度大时,复合接头中粘接层失效模式为混合失效,当基板强度小时,粘接层失效模式为界面失效。     

铜合金同异质板材压印-粘接复合连接的力学性能及断口分析

对H62铜合金同种板组合及分别与5052铝合金和镀锌钢的异种板组合进行了压印-粘接复合连接。利用电动伺服材料试验机对试件进行了拉伸-剪切试验,采用扫描电镜对失效断口进行了观察,分析了试件的失效强度、能量吸收值及失效模式,测试了铜合金压印-粘接复合连接接头的力学性能。结果表明:铜合金同/异质板材组合压印-粘接复合连接接头的强度主要取决于粘接剂,失效模式取决于连接点处压印互锁结构。针对压印-粘接复合连接,H62-H62接头的抗剪强度均值达到5021.52 N,能量吸收均值是5.3 J,接头为拉脱失效并伴随轻微擦伤;H62-5052接头失效模式为底部分离,下板明显塑性变形,缓冲吸震能力为H62-H62接头的1.87倍;H62-镀锌钢接头为颈部断裂失效,抗剪切强度最高,为H62-H62接头的1.20倍。     

泡沫金属夹层对压印-粘接复合接头力学性能的影响

为了研究泡沫金属对压印-粘接复合接头力学性能的影响,对5052铝合金进行压印-粘接试验,分别使用泡沫铜和泡沫镍作为复合接头三明治结构的夹层,通过静力学拉伸-剪切试验,对压印-粘接复合接头的接头成形质量参数、接头强度、失效位移、失效模式和能量吸收能力进行研究。结果表明:泡沫金属可以减弱上板挤压下板的扩充力,使复合接头的镶嵌量减小;5052铝合金板材组合压印-粘接复合连接接头的抗拉强度由粘接剂和压印内锁结构共同提供;泡沫铜夹层可以改善压印-粘接复合接头的应力分布,提高其均匀性、稳定性;泡沫镍与胶层结合较好,复合接头的强度较高;泡沫金属对压印-粘接复合接头的能量吸收值有一定程度的影响,当夹层为泡沫镍时,能够大大提升复合接头的能量吸收能力。     

泡沫镍夹层在压印-粘接复合连接十字接头中应用的可行性研究

为了探究泡沫镍夹层在压印-粘接复合连接十字接头中应用的可行性,使用5052铝合金制备5052-5052压印十字接头、5052-5052压印-粘接复合连接十字接头和添加泡沫镍夹层的5052-5052压印-粘接复合连接十字接头。使用MTS材料拉伸试验机对3组接头进行剥离试验。从十字接头的材料成形、承载能力、能量吸收能力方面对试验结果进行分析,并从宏观和微观两方面对接头失效形式进行研究。结果表明:对比3组连接接头的静拉伸失效载荷及能量吸收值证明泡沫镍作为压印-粘接十字接头夹层是可行的;3组接头的失效形式均为颈部断裂失效;添加泡沫镍夹层的5052-5052十字接头相比其他两组具有更好的能量吸收能力。     

镀锌钢同种异种板材压印接头的力学性能研究

镀锌钢作为一种耐腐蚀的材料被广泛应用于工业领域。本文对镀锌钢同种板材(镀锌钢-镀锌钢)、异种板材(镀锌钢-1420铝锂合金和镀锌钢-TAl钛合金)进行了压印连接,研究了镀锌钢同种异种板材压印接头的力学性能。通过拉伸-剪切试验,分析了镀锌钢压印接头的成形、失效形式、载荷承载能力、能量吸收值等。结果表明:经过拉伸-剪切试验后,镀锌钢同种板材压印接头的失效位移、拉伸强度和能量吸收值都优于异种板材。     

粘接剂对盐性环境下自冲铆接头耐久性的影响

制备了多组自冲铆接头及粘接-自冲铆复合接头(粘-铆复合接头),以0.6 mol·L^-1的NaCl溶液作为腐蚀液，进行了周期浸没加速腐蚀试验。通过腐蚀动力学、静力学测试及扫描电子显微镜对比分析了腐蚀环境下各组接头的力学性能和失效机理。结果表明，通过平底凹模制备的同种材料接头的耐腐蚀性更优。对于采用凸台凹模制备的接头，粘接剂的使用可减缓同种材料接头腐蚀速率、加剧异种材料接头的腐蚀速率。在腐蚀后的接头搭接区域观察到乳白色薄层和暗红色铁锈，该区域为主要腐蚀部位。异种材料接头搭接区域较同种材料接头的腐蚀程度更为严重。短时腐蚀可提高自冲铆接头强度，但随腐蚀时间的增加，接头强度呈下降趋势。腐蚀环境对异种材料接头影响更为显著。粘接剂的存在减缓了异种材料接头的腐蚀效应。接头断口形貌表明异种材料接头电化学反应剧烈，腐蚀液通过缝隙渗入接头内部，互锁结构被腐蚀。下板铆扣区域底部脱落由该区域早期产生的裂纹所致。异种材料接头生成的腐蚀产物表面疏松，利于Cl元素的渗透。     

铜合金同种和异种板材压印连接研究

采用试验方法研究了铜合金同种板材H62-H62、异种板材H62-SPCC和SPCC-H62压印接头的截面结构特征,并通过拉伸-剪切试验测试了三种接头的力学性能。结果表明,H62-H62和H62-SPCC两种接头截面颈部厚度和镶嵌量相当,SPCC-H62接头镶嵌量略小。H62-H62和H62-SPCC压印接头拉伸-剪切力约为4000 N,接头失效形式为上板颈部剪断失效;SPCC-H62压印接头强度较低,有上板颈部剪断失效和上板拉脱失效两种失效模式,拉伸位移和能量吸收值最大。H62和SPCC进行压印连接时,应将材料强度较大的H62作为上板。