钢铝异质自冲铆接头剥离失效仿真

为了研究钢铝自冲铆接头剥离失效行为,对5754铝合金和Q235钢异质自冲铆接头进行了剥离试验及仿真研究。建立了基于MMC失效准则的T型自冲铆接头有限元模型,对两种接头在剥离工况下的拉伸失效过程进行仿真,对比试验结果验证了有限元模型的可靠性,并对接头的剥离失效行为进行了分析。研究结果表明:建立的有限元模型能表征接头在剥离工况下的失效形式及力学性能;铝-钢接头因上板与铆钉分离失效,剥离过程中加载侧钉脚和钉头区域易产生应力集中,上板加载侧铆孔区域最先发生失效;钢-铝接头失效形式为铆钉与下板分离,剥离过程中加载侧钉头边缘及钉脚内壁区域易出现应力集中,下板铆扣区域发生脱层损伤,脱层损伤区域向非加载侧铆扣区域扩展。     

凹模形状对铝合金自冲铆接接头力学性能的影响

研究了在同种铆钉,3种不同凹模形状下AA5182-O铝合金的自冲铆接的力学性能。分析了3种凹模下接头拉剪测试结果和接头的金相截面尺寸(铆钉自锁量、铆钉张开度和底部厚度)。结果表明:不同凹模形状对拉剪强度和力学性能稳定性均有影响;不同凹模形状产生的自锁量稳定性与铆接接头力学性能稳定性具有一定的相关性,并且平底凹模的拉剪强度和力学稳定性最好;铆接接头的自锁量与拉剪强度之间没有明显的相关性,并不呈正相关或者负相关;底部厚度和铆钉张开度对铆接接头强度影响较小,对稳定性的影响也较小。     

基板强度对轻合金自冲铆接头失效形式的影响研究

制备轻合金板材组合自冲铆接头,通过静力学实验获得各组接头的静失效载荷、失效位移及能量吸收值等力学性能参数,分析了基板强度对接头失效形式及静失效载荷的影响.通过扫描电子显微镜(SEM)对接头失效断口进行观测,分析了接头的微观失效机理.结果表明:基板强度影响接头的失效形式,当两基板的屈服强度差别较大时,接头失效形式为屈服强度较低的板断裂;当两基板屈服强度接近时,接头因铆钉与基板分离失效;基板发生断裂失效时接头断口为韧性断裂机制.当接头失效形式相同时,发生失效基板的屈服强度越大,接头静失效载荷越高.     

无头铆钉干涉配合铆接工艺试验报告(之一)

无头铆钉干涉配合铆接是指铆钉铆后,钉杆涨大超过孔径保持一定的干涉量,从而对孔壁造成压应力。在外载作用下,这种预应力可显著提高接头的疲劳寿命和密封性。本文用LY12CZ,3毫米厚的铝板,LY1、直径4毫米,长14毫米的无头铝铆钉做了干涉配合铆接试验。初步探索了各主要工艺因素对干涉量的影响。试验证明必须选用凹形的上、下铆模,才能获得沿钉杆全长较均匀而又合理的干涉量,各层干涉量定在0.10～0.16毫米之间,铆接后铆钉总高应为9.6毫米,只需三个大气压的压铆力。改变钟后铆钉总高,可以控制各层干涉量。其他工艺因素如钉孔直径、铆钉长度、外伸量、板材厚度、材料等也都影响干涉量的变化,生产上必须合理选用。     

电磁铆接加载速率对TA1铆钉变形影响研究

针对高应变速率敏感性钛合金铆钉的成形问题,通过试验和微观分析研究加载速率对TA1铆钉钉头和钉杆变形、能量效率、铆钉与钢板及铆钉与钢板-复合材料夹层结构的连接效果的影响,讨论TA1铆钉变形区晶粒细化规律.研究结果表明,2种不同数量的加载速率均能实现TA1铆钉成形.随着加载速率提高,钉头绝热剪切带变形越显著.合适的加载速率...     

铝与铜异质板材自冲铆搭接接头的力学性能

通过试验方法研究了5052铝合金和H62铜合金异质材料搭接自冲铆接头的力学性能。获得了表征接头性能的力-位移曲线和载荷-寿命曲线,采用数理统计方法检验了数据的有效性。对接头强度、刚度、抗冲击性能、失效形式、失效机理进行了分析。结果表明:刚度随接头载荷而变化,疲劳强度随刚度的增大而增强,SCC接头静强度最高,SAA2次之,SAC高于SAA1接头,板材厚度、材质及铆钉长度影响接头静载强度,上板材质对接头强度影响更大,下板材质对接头抗冲击性能影响大于上板,板材厚度影响失效位移,静载失效形式皆为铆钉与下板分离;SCC接头疲劳性能最优,SAA2次之,SAC最小,微动滑移、板材厚度、材质影响接头疲劳强度,同种材料接头以下板断裂为主,异质材料接头较软板材断裂失效。     

考虑铆钉位置不确定性的异种轻质金属铆接接头疲劳寿命优化

针对铆钉位置坐标对铆接接头疲劳寿命的影响问题,采用单行替换法来实现了铆接接头的寿命优化。首先,对铝合金自冲铆接接头进行单调拉伸和疲劳试验研究,通过试验数据拟合获得S-N曲线。然后,建立自冲铆接结构的有限元模型,通过Abaqus进行循环载荷作用下的铆接接头力学分析,研究了铆接点位置对铆接接头力学性能的影响。最后,将铆接点的坐标作为设计变量,铆接结构疲劳寿命为优化目标,基于单行替换法进行全局寻优,获得了铆接接头最大疲劳寿命时的位置坐标,为技术人员开展铆接接头设计提供了参考依据。     

国产汽车链的多冲特性及失效机理研究

通过试验与分析,研究了汽车发动机正时链的多冲特性、失效机理以及销轴、套筒和滚子等元件摩擦表面的磨损形貌特征.结果表明,汽车发动机正时链的主要磨损机制是疲劳磨损,销轴、套筒零件表面的裂纹生成、扩展与剥落是其主要磨损失效机理.保证滚子零件具有足够的强度与塑性,并采用合理的成形工艺,是提高滚子零件多冲抗力的有效方法.     

自密实高性能混凝土结构力学性能

通过梁的纯弯试验和柱的低周反复荷载试验,研究了自密实高性能混凝土构件的抗弯性能和抗震性能,主要分析了破坏形态、特征荷载、延性性能、刚度退化以及耗能能力.结果表明:自密实混凝土构件具有与普通混凝土构件相近的抗弯、抗震性能,可以参照普通混凝土设计规范进行设计.试验结果为自密实高性能混凝土的推广提供了依据.     

薄板冲小孔中力学性能研究及生产工艺改进

在薄板冲小孔过程中,细长冲头除承受轴向冲裁力的反向作用力外,还会承受与冲孔方向垂直的侧向力,自身刚度较低的冲头会出现弯曲,甚至折断现象.基于薄板小孔冲裁变形机理的分析,推导出冲头屈服强度至少在板料抗拉强度的5倍以上或其抗压强度要在板料抗拉强度15倍以上,才能保证冲头不被挤压变形甚至断裂的力学性能关系,并总结得出增加冲头保护套和使用弹性压卸料装置两种可行的保护措施,最后提出适用于单件小批量孔类零件生产的堆叠式钻孔方法.     

钢-玻璃端面胶接接头的剪切力学性能研究

摘 要:采用两种试验方式测试了三种结构胶在玻璃端面胶接钢板工况下胶接接头的剪切力学性能。两种试验方式分别为双端面拉伸剪切试验(DFTST)和单端面拉伸剪切试验(SFTST),使用DFTST试验测试了3M DP190和硅酮999的胶接接头剪切力学性能,使用SFTST试验测试了硅酮992的胶接接头剪切力学性能随胶层长度的变化。结果表明：SFTST试验比DFTST试验简单宜行;硅酮结构胶剪切强度低但变形能力更好;竖直注胶方式可以很好地保证注胶质量;随着胶接长度的增加,破坏时的位移基本不变,剪切刚度正比例增加。试验为端面胶接结构的工程应用提供了合理的试验方式和数据参考。     

S30408焊接接头低温力学性能试验

为了研究国产奥氏体不锈钢S30408在低温下的力学性能变化规律,通过-196~20℃下的低温拉伸试验和冲击试验,获得S30408焊接接头与母材的低温拉伸性能和冲击性能数据.试验结果表明：焊接接头与母材的屈服强度和抗拉强度随温度降低呈现明显的增加趋势,低温强化效应显著;夏比冲击吸收能量和侧膨胀值则随温度降低呈现下降趋势;焊缝处铁素体含量最高,冲击韧性最差,且焊缝处冲击韧性的降低与其本身在低温下抵抗裂纹扩展能力的降低有关;铁素体分布的不均匀性致使焊接接头存在微观力学性能的差异,对接头处变形产生塑性拘束,削弱了焊接接头的承载能力.     

5554铝合金异种焊料焊接的显微组织及力学性能

在5554铝合金钨极氩弧焊焊接工艺基础上,利用万能拉伸试验机、光学显微镜和显微硬度测试仪等仪器,比较了5554铝合金异种焊料焊接接头的微观组织结构和力学性能。结果表明,随着焊料含镁量的增加,焊接接头的力学性能都得到了不同程度的降低,而且随着镁含量的增加,焊接热裂纹越明显。三种焊料焊接的接头显微硬度均比母材低,通过试验验证,得出焊后保温是导致这一结果的主要原因。     

贯通型锯齿状节理岩体的剪切力学行为

为探究一阶起伏角和法向应力对贯通型锯齿状节理岩体剪切强度及变形的影响规律,在不同法向应力作用下对含不同一阶起伏角的锯齿节理试样进行室内直剪试验,建立一个贯通型锯齿状节理岩体剪切强度估算公式并进行验证。结果表明：相同法向应力作用下,根据其形态特征的不同,剪切应力-位移曲线分为滑动型曲线、滑动-峰值型曲线和峰值型曲线3类,滑动型曲线和滑动-峰值型曲线可分为非线性缓慢上升阶段、线性陡升阶段“、上凸形”缓慢上升阶段、近似平直阶段和平直阶段,峰值型曲线可分为非线性缓慢上升阶段、线性陡升阶段、“微凸型”上升阶段、脆性跌落阶段和波动缓降阶段;根据起伏角的不同,锯齿节理岩体的破坏模式可概化为滑移破坏、爬坡破坏和爬坡啃断破坏,每种破坏模式下节理损伤演化过程均可分为3个阶段,即滑移破坏模式可分为压密阶段、克服摩擦阶段和滑移阶段,爬坡破坏模式可分为压密阶段、爬坡滑移阶段和塑性流动阶段,爬坡啃断破坏模式可分为压密爬坡阶段、爬坡啃断阶段和啃断滑移阶段;含不同一阶起伏角的锯齿节理岩体剪切强度均随法向应力和起伏角的增加而增大,其计算表达式仍然遵循M-C准则。     

球墨铸铁管道新型抗震接口力学性能试验及数值模拟

有效的管线接口抗震措施是优化城市供水管网抗震性能和震后功能恢复能力的关键。为此,基于机械自锚设计和自变形补偿等思想,提出一种球墨铸铁管道新型自锚式抗震接口。开展普通承插式接口和新型抗震接口的轴向拉伸拟静力试验及抗震接口精细化三维有限元数值模拟,研究新型管道接口的抗拉承载能力、初始抗拉刚度、抗变形能力和极限破坏状态等力学特性。结果表明:0.2 MPa以内的水压变幅对普通承插式接口的轴向力学性能和破坏方式的影响不大,接口初始漏水至功能失效状态的过渡变形约为2.5 mm;新型自锚式抗震接口具备良好的承载能力和抵抗大变形能力,其抗拉力学性能曲线分为3个阶段,即胶圈受力阶段、卡环受力阶段和卡环失效破坏,其中,在卡环变形量为9 mm左右时,达到峰值承载力330 kN左右。     

TC4钛合金薄板储能焊接头组织与性能

采用微型储能焊机对厚度为0．2mm的TC4钛合金薄板进行了快速连接,并研究了接头组织形貌及焊接参数对接头力学性能的影响。结果表明：储能焊能够实现TC4钛合金薄板的快速凝固焊接,焊接接头由熔核和熔核向母材过渡的熔合区（线）组成。极短的焊接时间和高的冷却速率,使得熔核凝固过程具有快速凝固特征,熔核中凝固组织得到显著细化。当焊接工艺参数为电压250V、电容6600妒、电极力20N时,接头剪切强度可达601MPa。     

Effects of the types of overlap on the mechanical properties of FSSW welded AZ series magnesium alloy joints

The effects of the types of overlap on the mechanical properties of the friction stir spot welding(FSSW) welded AZ series magnesium alloy joints were investigated by microstructural observations,microhardness tests,and tensile tests.The results show that the micro-structure of the stir zone adjacent to the periphery of the rotating pin is mainly composed of the upper sheet.The average distance D between the longitudinal segment of the curved interface and the keyhole periphery,the tensile shear force,and the microhardness of the stir zone of the FSSW welded AZ61 alloy joint are the highest in all samples.During FSSW of AZ31 and AZ61 dissimilar magnesium alloys,the ir-regular deformation of the longitudinal segment of the curved interface appears,while the microhardness of the stir zone is higher when AZ61 alloy is the upper sheet.Moreover,the microhardness of the stir zone increases initially and then decreases sharply in the longitudinal test position.     

焊接能量对Cu/Al超声波焊接接头组织与性能的影响

采用超声波焊接技术制备了Cu/Al异种金属搭接接头,运用UT-325型热电偶测温仪、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)以及万能试验机对Cu/Al搭接接头进行了系统的研究。结果表明:随焊接能量增加Cu/Al界面处应力增大,导致界面摩擦力增大,产热量增加,原子活度和金属塑性流动能力相应增大,界面成形逐渐得到改善。此外,由于界面处应力分布不均,致使界面处金属发生塑性流动,形成漩涡状塑性变形。随焊接能量增大界面应力不均性更加显著,漩涡状塑性变形的程度增大。这种塑性变形会造成金属互锁,增大接头剪切力,接头最大剪切力达到3.72 kN。当焊接能量达到或高于1700 J时,Cu/Al界面处出现金属间化合物层,其主要组织为Al2Cu,接头断裂形式为韧-脆混合断裂。     

不同连接形式的装配式混凝土梁柱节点受力性能试验研究

为研究不同连接形式的装配式混凝土梁柱节点受力性能,对1个现浇混凝土节点和2个装配式混凝土梁柱节点试件进行循环往复加载试验,分析节点的破坏特征、梁端弯矩—转角、节点核心区剪力—梁端转角、刚度退化、钢板的应变等。结果表明：方钢管连接的装配式混凝土节点呈梁端弯曲破坏,设置端板和水平连接板的装配式节点和现浇节点呈节点核心区剪切破坏。装配式节点的梁端弯矩和节点剪力显著提高,梁端转角显著增加,节点核心区剪切变形减小,刚度退化变缓,受力性能得到明显改善。在节点核心区设置方钢管和十字隔板作为钢骨架的节点受力性能最佳,远优于现浇节点。在节点核心区加入钢连接件,预制梁端设置预埋工字钢,现场采用焊接或者栓接装配,后浇连接区混凝土,这种连接形式能够有效传力,提升装配式节点的受力性能。