2A12硬铝合金板热拉深成形极限图研究

通过自主设计的热拉深成形专用模具,进行了在350~450℃范围内的2A12硬铝合金极限应变实验,并获得了其在该温度范围内的成形极限图,进而分析了在热拉深成形过程中温度对2A12硬铝合金成形极限的影响规律。基于MSC.MARC软件,分别应用最大载荷判断法、应变路径法以及二者相结合的3种失稳准则,对板材热拉深成形极限进行数值模拟分析。通过将数值模拟结果和实验结果进行对比,发现基于二者相结合的方法与实验结果吻合较好。并且基于不同的温度建立了2A12硬铝合金的热拉深成形极限的预测模型,为2A12硬铝合金在不同温度下进行构件实验奠定了理论基础。     

工艺参数对蠕变时效2124铝合金力学性能和微观组织的影响

研究2124铝合金在蠕变时效过程中工艺参数对力学性能和微观组织的影响。结果表明，蠕变量和蠕变速率随着时效时间、温度、应力的增大而增大。硬度随着时间和应力的增加呈类似于先增加后减小的趋势。在实验温度185～195℃范围内，温度对硬度的影响不大。当蠕变条件为200MPa、185℃、8h时，试样得到最佳的力学性能，此时试样基体内同时存在强化相S＂相和S＇相。透射电镜观察表明外加应力能促进析出相的析出和长大，基体中没有发现明显的应力位向效应。     

基于蠕变公式的时效应力松弛行为预测模型

研究时效成形过程蠕变与应力松弛行为的关联规律及其转换模型。通过分析金属材料蠕变与应力松弛行为的产生机理及其相互关系,分别建立基于加工硬化假说和时效假说的蠕变-应力松弛基本转换模型。在此基础上,针对蠕变/应力松弛时效成形过程将蠕变与时效同步进行的特征,进一步建立基于蠕变公式的时效应力松弛行为预测模型。以铝合金7055T6为试验材料,在120℃时效温度下分别进行不同应力水平下的蠕变与应力松弛试验,利用SPSS和Origin软件,开展蠕变本构方程中的材料常数拟合分析,并引入时效应力松弛预测模型,实现对应力松弛行为的预测。经不同应力水平下的预测结果与试验结果对比分析表明,该模型能较好地实现对时效成形过程中的应力松弛行为预测。     

界面接触热阻影响因素的实验研究

通过自制的接触热阻实验装置分别对接触热阻的主要影响因素-接触表面温度、接触压力以及表面均方根粗糙度等进行了较为深入的实验研究。同时，实验还对热流方向的改变以及中间介质（石墨）对接触热阻的影响进行了研究，结果证实了热流方向的改变会导致接触热阻值的变化，热流方向由钢到铝的接触热阻值较由铝到钢的小。     

树脂基复合材料帽型加筋构件固化过程压力在线监测研究

为研究碳纤维增强树脂基复合材料构件固化过程的压力分布规律,搭建了以毛细管压力传感器为核心的压力在线监测系统,应用该系统在线监测得到了复合材料帽型加筋构件固化过程各关键部位的压力分布。在此基础上,分析了帽型加筋构件固化过程各部位压力分布受芯膜调型孔孔占比Xs的影响,研究了不同孔占比芯模固化帽型加筋构件的成型精度和微观质量。结果表明,当芯膜调型孔孔占比为0.099时,帽形加筋构件固化过程的压力分布均匀性较好,构件成型精度和微观质量较高。     

工业纯铝高温流变行为的实验研究

为了深入了解连续铸轧这一融合了“铸造”和“轧制”两个工艺过程条件下的流变行为与简单铸造+热加工(热轧)组合条件下流变行为的差异,在Gleeble-1500热模拟机上对铸造工业纯铝高温压缩流变行为及其影响因素进行了系列的模拟实验研究,得到了不同变形条件下铸造工业纯铝高温压缩成形过程中的流变曲线;通过多元线性回归分析得到了其应力-应变本构方程;并与铸轧过程物理模拟实验研究的结果进行了对比分析,结果表明:在相同变形条件下铸造工业纯铝高温压缩变形流变应力小于铸轧过程的流变应力,且随着应变速率的增大,它们之间的差值更大。     

工业纯铝高温流变行为的实验研究

为了深入了解连续铸轧这一融合了“铸造”和“轧制”两个工艺过程条件下的流变行为与简单加工（热轧）组合条件下流变行为的差异,在Gleeble-1500热模拟机上对铸造工业纯铝高温压缩流变行为及其影响因素进行了系列的模拟实验研究,得到了不同变形条件下铸造工业纯铝高温压缩成形过程中的流变曲线;通过多元线性回归分析得到了其应力-应变本构方程;并与铸轧过程物理模拟实验研究的结果进行了对比分析,结果表明：在相同变形条件下铸造工业纯铝高温压缩变形流变应力小于铸轧过程的流变应力,且随着应变速率的增大,它们之间的差值更大.     

连续铸轧流变行为的物理模拟及其应力-应变关系的演变

在Gleeble-1500热/力机上用专制的夹具系统对铝合金铸轧过程流变行为及其影响因素进行了系列的模拟实验研究,得到了不同变形条件下铝合金瞬态凝固连续固态流变成形过程中的形变规律.实验表明铝合金的[液-糊状-固]流变过程存在4个不同特征阶段,通过对实验数据进行多元线性回归分析,建立了适用于连续铸轧这一特定工况条件下铝合金流变本构方程.     

基于变活化能模型的T800/环氧树脂预浸料固化反应动力学研究

为了深入了解某新型高温固化T800/环氧树脂预浸料的固化行为,借助差示扫描量热仪(DSC),采用非等温DSC法研究了T800/环氧树脂预浸料的固化反应过程。基于唯象模型,系统研究了该预浸料的固化反应特征温度及固化动力学参数,确定该预浸料中环氧树脂的固化反应动力学模型为自催化模型。采用等转化率法,分析了预浸料中环氧树脂的反应活化能随固化度的变化情况,结果表明在整个固化反应过程中,树脂固化反应活化能变化较大,传统模型法基于全固化过程活化能不变的假设无法准确描述该固化反应。采用变活化能自催化模型,利用粒子群全局优化算法,得到了T800/环氧树脂预浸料的固化动力学方程,结果表明该模型能较好地描述实验现象,可为进一步研究该预浸料的热力学性能及其成型过程中的质量控制提供理论基础。     

复合材料孔隙形成机理、影响机制及试验表征

针对常见复合材料孔隙问题,从机械夹杂形核理论与经典形核理论分析了孔隙的形成与影响机制,并通过具体试验对孔隙形貌、分布、大小进行了试验表征,结果表明：纤维浸润性差、蒸汽分子的滞留及交联反应时的分子挥发是孔隙形成的主要原因;较低固化压力条件（低于0.2MPa）,对复合材料内部孔隙的消除作用不大,随固化压力提高,复合材料孔隙率及孔隙大小下降明显;利用数学拟合方法,得到孔隙率、孔隙大小与系统压力之间存在三次幂函数递减变化关系;本文为复合材料在制造过程中的工艺优化设计提供了理论与试验支撑。