泡沫铝三明治板材U型弯曲成形变压边力控制研究

研究了泡沫铝三明治板材U型弯曲工艺,综合运用试验、塑性力学理论分析了泡沫铝三明治板材冲压成形边缘泡沫铝挤出、界面剥离、剪应力裂纹、拉伸裂纹、过度减薄等主要成形缺陷及形成机制.通过成形分析,提出了变压边力工艺控制方法.经过3个阶段变压边力控制,使成形深度由23.1 mm提高到40 mm左右,显著提高了AFS板材成形极限和成形质量.     

泡沫铝芯三明治型复合材料的冲击损伤行为(英文)

通过实验和模拟分析研究泡沫铝芯三明治型复合材料的冲击性能。在冲击测试时,试件所受冲击能分别为50、70和100 J。结果表明,在冲击能为50 J的冲击测试中,冲头穿透了试件的上部面板,使芯部受到损伤,但下部面板完好无损;在70 J的冲击测试中,冲头穿透了试件的上部面板和芯部,并使下部面板受到损伤;在100 J的冲击测试中,冲头不但穿透了试件的上部面板和芯部,还穿透了下部面板。实验结果与模拟结果互相吻合。实验结果的验证表明,所有模拟结果均可有效地应用于真实泡沫铝芯三明治型复合材料的结构研究。     

1420铝锂合金板材成形性能试验研究

通过试验，分析了1420铝锂合金板料的两种不同热处理状态下的冷成形性能，得出相关的数据和结论，对这种板材冷成形具有一定的指导意义。     

马鞍形板材件多点“三明治”成形实验研究

多点“三明治”成形是一种针对小批量多曲率板材工件制造而提出的新成形方法。用该方法成形时,上模采用聚氨酯模具,下模为型面可调节的多点模具。为了使多点模具型面连续化和消除工件表面的压痕,在成形过程中使用了金属护板和弹性垫板。由于工件板材两侧都和聚氨酯相接触,因此成形后工件的表面质量好。为了研究采用多点“三明治”成形复杂三维曲面工件的成形过程以及成形可能会出现的表面缺陷,文章选用马鞍面作为目标形面进行了实验研究,提出了用于提高工件的贴模程度,通过改变上模形状的分步成形方法,并得到了Q235B板材厚度和可成形马鞍形工件深度之间的关系曲线。     

三明治板成形技术研究

基于三明治板在未来车型规划应用的需求,开展三明治板冲压成形的技术研究,通过CAE仿真分析和现场试压,与普通钢板冲压成形进行对比分析,完成了三明治板冲压工艺设计技术储备,掌握了三明治板冲压成形模具调试技术。     

泡沫铝填充金属波纹夹芯梁弯曲破坏模式研究

为了提高金属波纹结构的承载效率,充分发挥泡沫铝在能量吸收方面的优势,本文设计了泡沫铝填充金属波纹三明治夹芯梁。针对波纹结构各向异性的特点,本文对其横向和纵向两个方向在三点弯曲载荷作用下的力学响应及破坏模式进行了试验研究。研究表明,泡沫铝的填充可以有效改变金属波纹夹芯梁的弯曲破坏模式,其弯曲刚度和峰值载荷均得到了大幅提升。和横向弯曲相比,金属波纹夹芯梁在纵向弯曲时具有更强的承载能力,且泡沫铝填充的增强效果更加显著。纵向弯曲时载荷在达到峰值后并不会突然下降而是呈现出很长的平台区,表现出更强的后屈曲承载能力。     

泡沫铝芯体夹层板压缩力学性能的试验研究

本文对泡沫铝芯体夹层板材的准静态和动态力学性能进行了试验研究.在SHPB设备上测试了不同冲击速度时的动态压缩响应,为了对比,也测试了静态压缩力学性能.结果表明泡沫铝芯体夹层板准静态和动态压缩过程均具有明显的三阶段特征.即弹性区、屈服平台区和致密区.随着应变率的增加,泡沫铝芯体夹层板的动态屈服强度增加,具有明显的应变率效应.     

泡沫铝塑性成形加工技术研究

针对泡沫铝塑性加工问题,分析了泡沫铝室温单向压缩和单向拉伸状态下的塑性变形和微观组织演变机制,研究了在室温和高温状态下泡沫铝的塑性成形.结果表明,泡沫铝冷成形受零件复杂程度、孔洞组织结构、极限变形程度限制,只能进行一些简单的整体成形和局部的塑性成形;高温有利于泡沫锚的成形,且不破坏泡沫铝的结构.高温降低了泡沫铝的屈服应力,减小了变形限制,从而使变形易于进行;温度控制是泡沫铝高温成形过程中的重要影响因素,对TiH2发泡的泡沫铝结构件进行成形加工,加工温度必须保持在同相线温度以下,以免破坏孔结构.     

熔体发泡法批量制备泡沫铝板材关键技术的研究

采用熔体发泡工艺,实现了A356合金500 mm×1000 mm×X不同厚度泡沫铝板材的批量制备.对该工艺方法的増粘、发泡剂加入,泡沫均匀性控制等关键技术进行了系统研究.获得了工厂条件下A356合金泡沫铝块体和板材的优化制备工艺参数.对欠、过发泡,中心大孔,裂纹等缺陷的产生原因进行分析,提出了解决方法.     

各向异性板材成形性能的实验研究

通过对一批国产的和进口的低碳钢板材进行拉伸和胀形试验,研究了这种具有各向异性的轧制板材的冲压成形性能。结果表明,对于各向异性材料,冲压成形时破裂较易在应变比小的方位发生;等双拉应力状态与等双拉应变状态一般是不对应的,但在极值方位θ=45°处相互对应;而不同方位的硬化指数n值与破裂方位关系不明显。     

Development on Preparation Technology of Aluminum Foam Sandwich Panels

泡沫铝夹层板是一种综合性能优异的新型功能材料,由具有高孔隙率特性的泡沫铝芯和金属面板组成。由于该材料不仅具有泡沫铝材料所拥有的极低密度,耗能能力好,比强度和比刚度高,隔热隔音性能优越和高阻尼等优异特性,还一定程度上弥补了泡沫铝材料强度低的缺点,致使泡沫铝夹层板材料在诸如要求具有高机械强度和良好散能能力的轻型结构应用等诸多领域受到广泛关注。目前,泡沫铝夹层板材料已经引起广大研究者的高度重视。本文综合论述了泡沫铝夹层板制备技术的研究进展,并对各种制备工艺的优缺点进行了分析。     

泡沫铝夹芯板的制备及其在建筑防爆中的应用

总结了泡沫铝夹芯板的制备方法及其研究进展,分析了其在建筑防爆中的应用。指出随着研究的深入,大规模工业化制备泡沫铝夹芯板的方法将会出现,其在建筑防爆中也会有广阔的前景。     

泡沫铝三明治结构粉末冶金法制备工艺及泡孔结构优化

粉末冶金法可实现泡沫铝三明治结构面板/芯层的冶金结合,并在制备近终型泡沫铝异型件上优势突出。基于国内研究现状,本文完善了粉末冶金法制备工艺,并优化了泡孔结构。研究发现,芯层采用AlMg4Si8铝合金成分组成,钢质面板经边缘焊接密封处理后,当芯层粉末松装密度为1.12 g/cm_³时,在1500 kN轧制压力、0.06 m/s轧制速度及55％轧制压下率下,对灌满芯层粉末的包覆面板进行450 °C热轧,获得了面板/芯层冶金结合、致密度高的发泡前驱体。另外,当发泡剂TiH₂被低熔点Sn包覆预处理后,在发泡初期分解出的H₂被液态Sn包裹,避免了在固态基体空隙间的扩散,减少了裂纹的产生,发泡前驱体在720 °C发泡300 s后可获得泡孔结构相对均匀、72.7%孔隙率的泡沫铝三明治结构。     

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 通过采用锌基合金,配合机械除膜方法制备了全焊结构通孔泡沫铝夹芯复合板。采用SEM/EDAX分析了焊接区和芯层/面板结合界面结构和化学成分分布,通过准静态三点弯曲试验测试不同芯层厚度的泡沫铝夹芯板的刚度,获得了载荷-位移曲线和失效形貌。研究表明：泡沫铝与面板的结合界面存在钎料过渡区,钎料合金元素呈连续梯度分布状态,三点弯曲过程可分为弹性,塑性和失稳3个阶段,弯曲过程平滑,随着芯层厚度减小,复合板的承载能力显著下降。在弯曲过程中芯层与面板之间未发生分离失效。     

轧制复合法制备泡沫铝夹心板发泡预制坯

通过轧制复合过程,获得了具有高致密度芯层特征的发泡预制坯,研究了轧制压下率对粉末致密度及均匀性的影响,分析了粉末层的变形特征.结果表明,轧制过程可以使芯层粉末获得显著高于热压坯的致密度,综合考虑致密度的总体水平及沿宽度方向的均匀性,最佳轧制压下率为65%.在轧制力的作用下,具有不规则表面的芯层粉末相互接触,并产生变形,粉末颗粒表面的凸起部分与基体分离,轧制后大量小尺寸铝合金粉末颗粒富集于粉末颗粒交界区域.     

Research on Transient Liquid Phase Diffusion Bonding of Steel Sandwich Panels Under Small Plastic Deformation

Plastic deformation was newly introduced in transient liquid phase (TLP) diffusion bonding of steel sandwich panels. The effect of plastic deformation on bonding strength was investigated through lab experiments. It was assumed that three factors, including newly generated metal surface area, deformation heat, and lattice distortion, contribute to the acceleration of interface atoms diffusion and increase of diffusion coefficients. A numerical model of isothermal solidification time was developed for TLP bonding process under plastic deformation and applied to carbon steel sandwich panels bonding with copper interlayer. A reasonable isothermal solidification time was obtained when an effective diffusion coefficient was used. Based on lab experiments, the effects of plastic deformation on interlayer film thickness and isothermal solidification time were studied through theoretical calculation with the new model. The evolution of interlayer film thickness indicates a good agreement between the calculation and experimental measurement. The results show that the isothermal solidification time is obviously reduced due to the effect of plastic deformation. Furthermore, a new steel sandwich cooling panel for heat exchanger was fabricated by TLP diffusion bonding under 13.1% plastic deformation. The test results suggest that a steel sandwich panel of inequidistant fin structure can provide enhanced heat transfer efficiency.     

泡沫铝夹芯板粉末冶金发泡机理的SR-CT研究

利用同步辐射装置的SR-CT,通过图像的断层扫描及3D重建,对轧制复合-粉末冶金发泡工艺制备的泡沫铝夹芯板(AFS)进行了泡孔结构演化的研究,分析了发泡过程中孔隙率的变化及大尺寸连通孔的形成原因。研究结果表明:具有微米级空间分辨率的SR-CT可清晰地观测到泡孔萌生及生长各阶段的泡沫结构。泡孔在发泡15~30 s阶段生成,形状为垂直于轧制方向的类裂纹孔。发泡45 s时,泡孔开始发生明显合并,继续延长发泡时间易导致形成大尺寸连通孔。芯层泡沫铝的孔隙率在泡孔的萌生阶段及合并阶段增长幅度较大,减少混料时发泡剂的"团聚"及提高芯层粉末致密度可获得良好的芯层泡沫结构。     

Factors affecting stretching limits of Aluminum sheet

The purpose of the present paper is to study methods to improve the stretching limit of metal sheet. The factors affecting the stretching limit were sheet thickness, blank diameter, blank holding pressure, and forming rate. Punch radius, die radius, and clearance between a punch and a die were retained constant. Tested materials were softened and half hardened types of aluminum sheet. The effect of lubrication was also studied. Lubricants used were a press working oil and graphite. Stretching by two types of punch shape, a spherical head punch and a truncated cone one, was tried in order to research the effect of punch shape. The half hardened aluminium, which has a larger n-value, showed the larger stretching limit. The larger thickness gave rise to the larger stretching limit. Flow characteristic of materials was poorer in larger diameter of a blank, so its stretching limit was lower. A bit lower holding pressure, which allows drawing of materials to some extent, yielded larger stretching limit than rigid holding. The forming rate did not so much affect stretching limit. Concerning the effect of lubrication, applied position of lubricants was important.     

基于变形区显微状态分析的精冲成形机理研究

通过实验和变形区流线变化、金相组织和显微硬度的变化,对精冲成形的过程、特点、精冲成形机理进行了研究。     

泡沫铝层合圆管压缩和吸能性能的研究

以泡沫铝为夹芯,不锈钢圆管为面板制备层合圆管,研究了层合圆管在压缩条件下的变形行为和能量吸收性能.研究表明:层合圆管的压缩变形方式与空管相比发生了改变,由不对称变形模式变为轴对称变形模式,其所承受的载荷约为泡沫铝和不锈钢管所承受的载荷之和的1.5倍;层合圆管的载荷一位移曲线平台段锯齿形波动数与形成的曲屈圈数呈现对应关系,样品高度、直径、粘结方式对曲屈圈的形成数目有一定的影响;层合圆管的吸能能力远大于不锈钢圆管和泡沫铝吸收的能量之和,约为后者的1.5～2倍.