固溶-时效对2195铝锂合金型材力学性能的影响

2195铝锂合金作为可热处理强化新型铝锂合金的代表,具有高比强度、高耐腐蚀和抗疲劳等优点,常作为受力结构件被广泛应用于航天航空领域,因此,有必要对其热处理制度展开研究。通过室温单轴拉伸试验和硬度测试,获得了在不同固溶温度、不同固溶时间、不同人工时效温度和不同人工时效时间下的型材的强度、伸长率和硬度值,研究了固溶-时效参数对O态2195铝锂合金型材力学性能的影响。结果表明：在520℃下固溶1.5 h以上,再在高于160℃的环境下至少保温24 h进行人工时效,可使2195铝锂合金型材满足工程需求。运用最小二乘法建立了2195铝锂合金型材的硬度值与抗拉强度值之间的线性关系,可以较快地得出强度值。     

用中心管限位的椭球壳无模液压成形试验研究

理论与实践均证明,长短轴比大于2的椭球壳体在自由胀形时会在赤道附近起皱,其原因是由于存在纬向压应力。首次提出采用带中心管约束法整体无模胀形技术,对长短轴比为2的椭球壳体进行液压胀形试验研究,得到了椭球壳体胀形时应变分布及尺寸变化规律。试验结果表明：在中心管约束下的椭球壳体胀形可以较好地控制椭球轴长比。椭球状壳体在胀形过程中经历焊缝起皱凸起,后又在更高内压的作用下逐渐消皱的过程。塑性变形首先发生在赤道焊缝处,随后球瓣靠近南北极的部位也发生塑性变形,并由赤道和极板向温带区域扩展。用此方法所获得的壳体可以直接用于椭球形水塔。     

Characteristics of thickness distribution of tailor-welded tube hydroforming

Both experimental and mechanical analyses were carried out to investigate the characteristics of thickness distribution for tailor-welded tube (TWT) hydroforming with dissimilar thickness. Then, the effects of weld-seam position and thickness difference were also revealed. A multiple-diameter tube was formed to reveal the characteristics and the regularity of thickness distribution during TWT hydroforming. It is indicated that there are obvious fluctuations in thickness distribution though the TWTs have the same expansion ratio. The thinning ratio of thinner tube is bigger than that of thicker tube especially in the zone closed to the weld-seam. The difference in thinning ratio between two tube segments can reach 9%. Consequently, sudden and large fluctuation of thickness appears in the zone nearby the weld-seam. The difference in thinning ratio between thinner and thicker tubes enlarges as the thickness difference increases, but improves as length ratio increases. Different strain states are the main reason to induce nonuniform thickness distribution. The difference in thickness is the main reason to induce different strain states on thinner and thicker tubes.     

差厚拼焊管内高压成形焊缝移动规律

为揭示差厚拼焊管内高压成形中的焊缝移动规律,采用有限元数值模拟分析了焊缝移动随内压的变化规律,研究了厚度比、长度比、摩擦系数和硬化指数等因素对焊缝移动的影响.研究表明:差厚拼焊管内高压成形存在焊缝移动,并导致薄管靠近焊缝处出现减薄峰值;焊缝移动随厚度比和长度比的增大而增大,随摩擦系数和硬化指数的增大而减小;减小焊缝移动的合理拼焊管结构为厚度比小于2.0,长度比小于3.5.     

高强钢管状件充液压形截面回弹规律

为促进充液压形技术在轻量化领域的应用与推广,分别采用数值模拟和实验验证研究了高强钢管状构件在室温下充液压形卸载后的回弹特性,探讨了各工艺参数(内压、截面圆角半径、壁厚)对成形精度的影响,通过力学分析揭示了各工艺参数的影响机理。结果表明：由于内压的存在,管材在充液压形过程中产生附加的环向拉力,降低了截面弯矩,因而适当地增大内压对充液压形后卸载的截面回弹有抑制效果;随着内压的增加,截面回弹量先增大后减小,并且存在临界内压,此时截面回弹量达到最大值;截面圆角半径越大,充液压形卸载后的截面回弹量越大;壁厚的增加提高了截面的抗弯刚度,进而引起截面回弹量的降低。     

PLASTIC DEFORMATION REGULARITY OF TAILOR-WELDED TUBE (TWT) WITH DISSIMILAR THICKNESS DURING HYDRO-BULGING

为揭示差厚拼焊管内高压胀形的变形规律, 采用有限元数值模拟和实验并结合力学分析, 研究了差厚拼焊管胀形时薄壁管、厚壁管的变形差异, 及塑性区的发生、发展过程和促进变形协调的力学和几何因素, 分析了差厚变形条件下薄壁管、厚壁管的应力、应变发展历史. 结果表明: 差厚拼焊管内高压胀形时, 厚壁管的变形始终落后于薄壁管. 薄壁管中部最先屈服, 塑性区自中部向两端逐渐扩展, 厚壁管靠近焊缝端先屈服, 随着内压升高塑性区逐渐扩展到另一端. 变形强化和长度比增大可促进两管协调变形. 无论长度比如何变化, 整个变形过程中薄壁管轴向应变始终为拉应变, 厚壁管轴向始终为压应变.     

热胀锻组合式凸轮轴连接强度分析

为解决组合式凸轮轴生产过程中存在的成本高、 操作复杂等问题,提出了用热胀锻工艺成形组合式凸轮轴.借助非线性有限元软件ABAQUS建立成形过程的仿真模型,分析了冷却到室温后凸轮与轴管之间的接触压力与各成形因素之间的关系.测量了不同成形温度下轴管的室温组织,并利用扭力扳手测试了成形后凸轮轴的静扭强度.结果表明,当凸轮端面斜...     

薄壁高筋筒形件内高压成形力学条件分析(英文)

为探讨薄壁高筋筒形件整体内高压成形的可行性,采用力学分析和数值模拟相结合的方法,研究了一端约束、一段自由约束特征的薄板(加强筋)失稳的力学条件。基于"板条梁"理论给出了筋板失稳欧拉力的数学表达式。结合数值模拟分析了筋板高度和内径对失稳的影响。结果表明:对于1Cr18Ni9Ti薄壁高筋筒形件胀形量为20%时其临界高厚比和径厚比分别为14和30。随着高厚比增大,成形性降低,随着径厚比增大,成形性提高。绘制了内高压成形窗口图,为薄壁高筋筒形件内高压成形规律的深入研究和内高压成形工艺设计奠定了理论基础。     

双金属复合管充液压形成形研究

目的 促进双金属复合管中空构件在实际生产中的应用与推广。方法 通过实验和数值模拟,研究双金属复合管室温下充液压形的可行性,分析内压对管材缺陷的影响,总结主要缺陷形式及缺陷的发生原因。结果 室温成形时所需压力仅为15 MPa。对于Fe/Al双金属复合管而言,当其内压增大至17 MPa时,则回弹量很小,通过控制坯料的回弹量即可减小内外管间隙缺陷。成形件壁厚分布均匀,且内压对其影响较小。结论 充液压形可在室温下成形双金属复合管。回弹是成形件存在间隙的主要原因,间隙随着内压的增大而减小。     

带筋管整体成形力学条件研究

目的掌握带筋管整体成形的工艺条件。方法实验研究了带筋管坯整体成形易出现的缺陷形式,并分析了影响筋板整体成形的力学条件。结果实验结果表明:对于一定高径比范围内的带筋管可整体成形,但当高径比超出临界值时,易发生起皱和倾倒缺陷。起皱主要发正在曲率半径增大的部位,倾倒则发生在曲率半径减小的部位。起皱发生的原因是曲率半径增大导致筋板中性层外侧形成了较大的压应力,倾倒则是非均匀分布的拉应力形成了弯矩,进而导致了失稳的发生。结论带筋管内部施加支撑压力能同时降低压应力和弯矩,避免起皱和倾倒的发生。最终成功成形出了椭圆度为1.5和2的整体带筋管件。