微剪试验及对焊接接头力学性能的评价

采用系列加载中止试验法，对微剪试验过程中的变形和断裂进行了研究，其提出了微剪韧性的概念，它代剪切过程中试样的吸收能，另外，对ＡＰＩＸ６５钢埋弧焊管接头的评价试验表明，微剪试验能方便地给出实际焊接接头局部力学性能及其变化规律，而且试验成本低，为焊接工艺的制定及焊接接头的断裂分析提供更充分的依据。     

无铆和自冲铆在汽车行业中的应用

采用不同厚度板材对自冲铆铆接和无铆钉铆接进行两种连接方法试验。通过拉伸试验测定接头抗剪强度,并结合接头失效形式、接头剖面形貌对铆接接头进行综合评价分析。结果表明:板材越厚,无铆和自冲铆接头失效过程中需要吸收更多能量,因而有更高的连接刚度和抗剪强度;无铆接头常见失效形式为上下板材拉脱失效;自冲铆接头常见失效形式为板材撕裂失效和铆钉腿部拉脱失效。     

影响1100铝箔杯突试验数据的因素分析

在GBS-60型半自动数显杯突机上对不同批次、不同厚度的1100铝箔材进行了检验,找出了影响杯突值准确性的主要因素——试样厚度、压边力与冲杯速度。试验结果表明,杯突值随着试样厚度的增加而增大;而压边力与杯突值成反比关系;最佳的冲杯速度控制在10 mm/min,可保证试验的准确性。     

不同厚度304不锈钢薄板微盒形件拉深试验研究

微拉深是一种高效加工开口型薄壁零件的工艺方法,但由于尺度的减小,常规拉深工艺的材料和模具无法满足微拉深的要求。采用5 mm×10 mm凸模对厚度100、200μm的SUS304薄板进行了微拉伸试验,对拉深试样进行了镶嵌打磨,测量其剖切面厚度减薄率分布以及关键部位厚度方向的微硬度分布。结果发现微盒形件最大减薄发生在凸模圆角附近,厚度减小,薄板减薄分布不均匀性增加;凸模圆角部位发生明显的加工硬化现象。试样厚度减小,圆角部位厚度中心层低硬度区现象减弱。即薄板厚度减小,拉深成形中的变形协调条件减弱,变形不均匀性增加,成形能力下降。     

铝合金板件自冲铆接性能的响应面-遗传算法优化

为了改善自冲铆接的接头性能,提出了融合二阶响应面模型和存档微遗传算法的多目标优化方法。介绍了自冲铆接原理和铆接过程,建立了提高接头底切量、剩余厚度、底部厚度的多目标优化模型。选择了待优化的模具参数,基于极差分析和主效应图对模具参数的灵敏度进行了分析。基于中心复合实验设计法与二阶响应面法,对模具参数和质量参数之间的函数关系进行了拟合,经决定系数和修正决定系数验证,二阶响应面的拟合精度较高。使用存档微遗传算法对多目标优化模型进行求解,获得了优化的模具参数。经生产验证并与工厂的自冲铆接接头相比较可知,优化的接头底切量提高了10.00%,底部厚度提高了8.61%,剩余厚度提高了3.11%,抗拉剪能力提高了5.68%。以上数据表明,经过优化后,自冲铆接的接头性能得到了有效提高。     

剪应力状态下6061铝合金的力学性能及断裂行为

对设计的拉伸剪切试样和原位拉伸剪切试样分别进行不同剪应变率下的拉伸剪切试验及原位拉伸剪切试验,研究6061铝合金在剪力状态下的力学性能及断裂行为,并用有限元软件ABAQUS对铝合金在剪应力状态下的断裂行为进行模拟。结果表明:随着剪应变率的增大,6061铝合金的剪切屈服强度和抗剪强度基本保持不变,但剪切断裂应变明显减小;剪应变率对试样的断口形貌没有影响;6061铝合金晶界是其最薄弱环节,在拉伸剪切过程中铝合金试样表面上产生了大量与拉伸方向平行的滑移带;微裂纹在剪应力作用下形核于与拉伸方向平行的滑移带和晶界,随着剪应力的增加,微裂纹长大和扩展;微裂纹之间通过剪切而连接导致试样断裂;6061铝合金剪切断裂行为可以用Johnson-Cook模型进行描述。     

直剪仪多级液压加载系统的设计与控制

岩石材料不同形状接触面的静动力学特性是岩石力学研究重点。接触面力学特性研究的一个基本途径是通过接触面基本力学特性试验。为了得到稳定的岩体结构面抗剪强度,需要对不同尺寸的岩体结构面试样进行抗剪强度直剪试验。以现有直剪仪为基础,提出新设备的液压系统和控制方案,并对直剪仪法向力和剪切力的控制精度和方法等问题进行了分析。试验测试表明:该试验仪的测试结果可信,精度能满足工程设计要求。文中的研究为岩石试验提供了大压力范围、柔性控制的仪器设备,为测试试样的剪胀和尺寸效应提供装备。     

添加锡对球墨铸铁的影响

试验采用钢屑作炉料,用电极石墨增碳,在高频电炉中快速熔化,得到比较洁净的铁水,以研究锡加入量对铸件壁厚组织和机械性能的影响。 一、实验方法 1.试样的熔化 球墨铸铁用C生铁10kg和40kg钢屑(冲剪废     

微型杯突试验法在超高强度铝合金中的应用

采用一种新型在线无损检测试验方法-微型杯突试验法测定超高强度铝合金7150-T7751的抗拉强度,并分析加载速率和试样厚度对试验结果的影响。结果表明,超高强度铝合金7150-T7751微型杯突试验的最大载荷与常规单轴拉伸试验抗拉强度之间具有良好的线性关系;最佳加载速率为0.33 mm/min;最佳试样厚度纵向为0.6 mm,横向为0.8 mm。     

线切割后模具钢的表层组织形态与性能

应用光学金相、扫描电镜、x射线衍射分析、x射线应力分析、电子探针微区分析及多冲疲劳试验等先进测试手段,对电火花线切割加工的模具钢试样的表层结构、表面形貌、白亮层的成分及组织、残余应力、耐磨性、多冲疲劳寿命等方面进行了试验研究。试验表明:电火花线切割白亮层由大量残余奥氏体加部分马氏体及少量碳化物组成,其组织具有枝晶形态,白亮层提高了硬化模具钢的耐磨性和多冲疲劳寿命,对冲击韧性没有明显影响,而稍稍降低弯曲性能。     

板料组合方式对铝/钢异种金属板自冲铆接头性能的影响

采用数值模拟与试验研究相结合的方法,研究了在铝/钢异种金属板自冲铆接中不同的板料组合方式下材料受力及变形情况,并通过拉伸-剪切试验测试了铆接接头性能。研究结果表明:数值模拟中铆钉腿尾部及与之相接触的下板区域应力应变较大,更容易发生失效;在板料放置顺序上,厚板应作为下连接板以获得较佳的结构特征参数,数值模拟与工艺试验的成形接头结构特征参数基本一致;采用接头特征参数评价自冲铆接性能是可行的,接头自锁强度与自锁量和底部剩余厚度成正相关,接头自锁量和底部剩余厚度越大,其自锁强度越高;在足够高的自锁强度下,适当增大板料厚度可提升成形接头的拉剪性能。     

TA1钛合金自冲铆接接头疲劳性能及失效机理分析

采用轴向加载的形式对TA1钛合金自冲铆接试样进行疲劳试验,分析了不同因素下试样的疲劳强度变化规律;通过扫描电镜对试样失效断口和微动磨损进行分析,研究试样的失效机理. 结果表明,在同种铆接因素下,试样疲劳强度随应力比的增大而增大,随最大载荷值的增加而下降. 通过断口分析发现,铆钉断裂失效时,疲劳裂纹主要产生在钉胫外侧;基板断裂失效时,疲劳裂纹首先萌生在铆钉胫尾部与下板接触区域. 基板与铆钉的微动磨损在某种情况下存在竞争机制,当铆钉微裂纹扩展速率大于基板时表现为铆钉失效,反之为基板失效.     

时效温度对Ti-6Al-4V合金组织性能的影响

Ti-6Al-4V合金经940℃固溶1.5 h后水淬,再经过480～540℃时效8 h,加工成标准试样进行拉伸和双剪试验.分析断口形貌和组织,研究时效温度对组织性能的影响.结果表明,时效温度为520℃时,材料的抗拉强度和抗剪强度达到最高值;拉伸试样断口韧窝呈卵形,韧窝较深,但大小不均;室温组织晶界清晰,片层状结构明显.说明通过适当的时效温度,合理控制初生α相的晶粒尺寸,以及次生α相的形态及片层厚度,对改善材料的综合性能有积极作用.     

高强度热成形钢点焊性能与接头组织

以热成形高强度钢板22MnB5作为研究对象,采用不同工艺参数对典型厚度钢板进行正交试验优化,通过对点焊试样进行单向拉伸试验,确定了最优点焊性能工艺参数及各因素对点焊性能的影响程度.热成形高强度钢点焊接头抗剪载荷的最优条件为:板料厚1.6mm、焊接电流7 800A、焊接时间0.4 s；同时,各因素对抗剪载荷影响的主次顺序为:板料厚度＞焊接电流＞焊接时间.通过对点焊接头进行硬度分布试验和金相组织测试,研究并分析了热成形高强度钢点焊接头的硬度分布情况和金相组织特性；采用扫描电镜探究了热成形高强度钢的点焊接头断口形貌特征.     

连接形式与基板厚度对自冲铆接头静力学性能的影响

为了研究连接形式与基板厚度对自冲铆接头静力学性能的影响,制备了双铆钉搭接长度40 mm的5052铝合金自冲铆接头,其中两组拉伸-剥离试样的基板厚度分别为1.5 mm(DAA)和2.0 mm(BBT),一组拉伸-剪切试样的基板厚度为2 mm(DR)。基于准静态力学试验,分析了各组接头的强度、刚度、失效形式以及能量吸收水平。结果表明:DR组失效载荷约为BBT组的2.8倍,BBT组失效载荷约为DAA组的1.9倍;DR组刚度大于BBT组和DAA组;BBT组弯矩一直大于DAA组。三组自冲铆接头的失效模式为:DAA组、BBT与DR组均为铆钉与上板从下板拉脱,上板两个铆钉头下陷。BBT组能量吸收值约为DR组的1.2倍,约为DAA组的1.9倍。     

热镀锌双相钢点焊结构的临界试样厚度

针对热镀锌双相钢DP600电阻点焊结构的分界面断裂失效,利用统计分析方法,研究了不同熔核长度(5～8 mm)下,板厚分别为0.8 mm和1.5 mm的DP600点焊结构拉剪测试失效模式,建立DP600点焊结构发生分界面断裂失效的概率与熔核长度和板厚的关系模型,从而确定其临界试样厚度,以及熔核长度对临界试样厚度的影响.结果表明,熔核长度和板厚对DP600点焊结构分界面断裂失效的影响较大;随着熔核长度的递增,临界试样厚度呈线性增加.研究结果可为车身用高强钢电阻点焊结构的优化提供指导.     

深冷轧制态H65黄铜板料抗拉强度的尺寸效应

借助光学显微镜、透射电镜、X射线衍射及微拉伸试验等方法研究了深冷轧制工艺对H65黄铜板显微组织和抗拉强度的影响,分析了试样厚度引起的微尺寸效应对其力学性能的影响规律。结果表明:H65黄铜在深冷轧制不同变形量下均无新相产生;经过不同变形量的深冷轧制,H65黄铜板厚度从500μm减薄至70μm,显微组织逐渐细化并出现纤维组织,厚度为100μm时,组织内部出现了高密度位错和大量形变孪晶,孪晶与位错的交互作用显著;随着厚度的减小,强度上升,抗拉强度从原始态的474 MPa增加到734 MPa,表现出"越小越强"的尺寸效应。     

真空钎焊高铬铸铁与Q235钢的铜箔厚度选择

文中研究了钎料铜箔厚度对高铬铸铁与Q235钢真空钎焊性能的影响。通过剪切试验、光学显微镜观察、扫描电镜和能谱分析研究了铜箔厚度分别为50, 100, 150μm时,真空钎焊得到的复合耐磨块的抗剪强度变化、钎焊层厚度及组织变化和元素扩散情况。试验结果表明,钎焊层组织由基体Cu和珠光体构成,3种铜箔厚度制备得到的复合耐磨块钎焊层厚度都约为70μm;随铜箔厚度增加,增加母材中的C和Fe原子向钎焊层扩散,使钎焊层珠光体含量增加,对复合耐磨块的抗剪强度不利;铜箔厚度为50μm时,钎焊层无缺陷且钎焊层组织中珠光体含量最少,抗剪强度最高。     

提高厚钢板小孔冲裁质量的工艺参数优化

为提高10钢厚板小孔(t/d≥1、t4 mm)的冲裁质量,研究厚板冲裁工艺参数材料厚度t、冲裁小孔直径d、凸凹模间隙c及摩擦因子m对冲裁成形质量的影响规律。通过数值模拟和正交试验设计相结合研究发现:影响相对光亮带长度最大的因素是凸凹模间隙,其次是板料厚度和小孔直径,摩擦因子的影响程度较弱;相对光亮带长度随着凸凹模间隙的增大而先增大后减小,随着板料厚度的增加而增加,随着小孔直径和摩擦因子的增加并未有较大的变化。综合分析,为了提高冲裁质量,优化的厚径比为1.1~1.5,凸凹模间隙选用(5%~10%)t。通过生产试验,模拟结果与试验结果相一致,冲孔成形质量好。     

不锈钢超薄板力学性能的尺度效应

为研究304不锈钢超薄板力学性能与试样尺寸、晶粒尺寸的相关性,应用自制的超薄板专用夹具进行拉伸试验,分析超薄板的厚度、晶粒尺寸对材料力学性能的影响。试验结果表明,随着试样厚度减小,材料的屈服强度先减小而后明显增大。这是因为,当试样厚度大于200μm时,表面层效应起主导作用;当试样厚度小于200μm时,应变梯度效应和表面层钝化膜共同作用。同一厚度下,改变试样的晶粒尺寸结果表明,当厚度尺寸和晶粒尺寸的比值小于2时,板料在厚度方向已没有内部晶粒,位错很容易滑移出自由表面,应力-应变曲线显著降低。