7075-T651铝合金焊接接头疲劳性能研究

本文以高速列车车体用7075-T651铝合金为研究对象,开展了7075-T651焊接接头在不同调修工艺下的力学、疲劳性能研究,为改善焊接接头性能优化调修工艺提供基础数据。试验结果表明,随着调修次数的增加,焊接接头的疲劳性能逐渐提高。随着应力级的增加,焊接接头疲劳性能逐渐降低。调休次数增加,焊缝热影响区晶间气孔减少,强化相得到增加。     

航空铝合金7075-T7451薄壁件铣削加工模拟及变形预测

在考虑刀具变形、工件及刀具材料性能参数的基础上,建立了三维斜角切削力有限元模型,利用有限元分析软件ABAQUS6.8对航空铝合金7075-T7451材料进行了铣削仿真模拟,获得了切削力、工件变形情况、上层材料对下层材料切削力的影响、切屑形状与大小等规律。其次,针对航空铝合金7075-T7451材料铣削过程进行了切削试验,结果表明所提出的切削力有限元模型具有可行性,可以有效地预测薄壁件的铣削加工变形。     

7075-T651/7075复层铝合金的显微组织和力学性能

采用冲击射流固液复合铸造法在7075-T651铝合金表面浇注7075铝合金液,制备得到7075-T651/7075复层铝合金,研究了该复层铝合金的显微组织、物相组成、硬度分布、抗拉强度和耐磨性能。结果表明:复层铝合金由7075铝合金包覆层、熔合线和7075-T651铝合金基体组成,基体又可细分为热影响Ⅰ区、热影响Ⅱ区和热影响Ⅲ区;包覆层为枝晶组织,熔合线处为细等轴晶,热影响区中均为柱状晶;复层铝合金中存在α(Al)、η(MgZn_2)、η′(MgZn)和T(Al_6CuMg_4)等相;热影响Ⅰ区的硬度最高,为强化区,热影响Ⅱ区为软化区,热影响Ⅲ区的硬度略低于原始基体的;硬度越高的区域,其耐磨性能与抗拉强度也越高;熔合线处的硬度和磨损率均在包覆层的和基体的之间,说明复层铝合金实现了良好的冶金结合。     

7075铝合金偏心薄壁件高速车削加工应用方法研究

针对偏心薄壁件的高速车削加工方法开展了相关研究,设计了高精度的专用偏心夹具,实现了对偏心薄壁件提供均匀的夹持力,提高了工件的偏心精度和装夹效率。以PCD刀具为切削工具,7075铝合金为切削对象,通过设计正交试验法,验证了在高速切削环境下,合理的进给量对表面质量的提升至关重要,进给量和背吃刀量是增加切削力的主要因素,切削速度对切削力和表面粗糙度影响较小,适当提高刀尖圆角半径可降低工件的粗糙度。     

考虑平均应力影响的7075-T651铝合金疲劳性能研究

研究了平均应力效应对7075-T651铝合金疲劳性能的影响,选取了R=0.5、0.3、0.1和-0.1四组应力比进行疲劳试验。结果表明,同一应力比下,随着峰值应力水平的增加,疲劳寿命逐渐降低;而同一峰值应力水平下,随着应力比的提高,疲劳寿命则呈现出逐渐升高的趋势。同时,使用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy, SEM)观察疲劳断口形貌发现,在峰值应力相同的情况下,裂纹萌生及扩展区的扇形面积随平均应力的增大而增大。最后,基于7075-T651铝合金疲劳实验结果,提出了一种考虑S-N-R的改进型预测模型,结果对比显示相较于其他模型,此模型在一定程度上对7075-T651铝合金具有更好的疲劳寿命预测效果。     

应力控制下7075-T651铝合金的疲劳断裂行为

在不同应力幅下(60%σ_s,70%σ_s,80%σ_s,90%σ_s,σ_s为试验合金屈服强度)对7075-T651铝合金进行了应力控制下的疲劳试验,研究了其循环应变响应,观察了疲劳断口形貌、表面损伤形貌以及显微组织,分析了疲劳裂纹的萌生及扩展机制。结果表明:试验合金中析出了微米级的Al7Cu2Fe颗粒、纳米级的η′(MgZn2)相和尺寸较大的η(MgZn2)相,此外,还存在尺寸为3~10nm的细小球状GP区;在较高应力幅(80%σ_s,90%σ_s)控制下,试验合金表现出先软化后硬化直至断裂的疲劳行为,而在较低应力幅(60%σ_s,70%σ_s)下则先软化后明显硬化并趋于稳定;试验合金主要发生微孔聚集韧窝型断裂,在较高应力幅下,裂纹源位于粗大夹杂物Al7Cu2Fe和第二相MgZn2处,位错大量缠结,而在低应力幅下,裂纹源位于基体轻微撕裂处,位错形态为分散的短或长直位错线。     

6061-T651铝合金单颗磨粒磨削仿真

通过简化并建立单颗磨粒磨削模型,采用ANSYS LS-DYNA进行对6061-T651特种铝合金磨削过程的理论研究和仿真分析,总结了单颗磨粒的磨削速度、磨削深度等工艺参数对磨削力大小以及磨屑的影响。研究表明:随着磨削速度的增加,单个磨料颗粒的磨削力减小,并且递减速率呈先增大后减小的趋势;而磨削深度的增加则会使单个磨料颗粒的磨削力增大,且递增速率逐渐减缓。磨削过程中,磨屑形状受加工参数的影响,其中,磨削深度对磨屑形状的影响比磨削速度对磨屑形状的影响更大。     

7075-T651铝合金车削表面残余应力模拟及参数优化

采用有限元软件对7075-T651铝合金干切削过程进行模拟,获得在不同影响因素下的工件表面残余应力值。然后对仿真结果进行方差分析,得到切削速度、进给量和背吃刀量对工件表面残余应力的影响情况,并通过线性回归方法建立切削表面残余应力的数学模型。建立以较小残余压应力和最大材料去除率为目标函数的双目标优化模型,应用matlab多目标遗传算法工具箱对模型进行寻优求解,获得优化后的铝合金车削的切削参数,为其在实际切削加工中选择合理的切削参数提供了参考依据。     

7075-T6铝合金超声振动加工的试验研究

针对铝合金零部件表面强化处理与控制变形问题,通过试验,对比普通车削加工与超声振动加工7075-T6铝合金对表面硬度与切削力的影响。试验结果表明:随着主轴转速加快,工件表面硬度提高,并在达到峰值后趋于平缓;随着超声振幅的增大,切削力减小。     

7050-T7451铝合金薄壁件铣削仿真建模及试验分析

针对铝合金7050-T7451薄壁零件,建立铝合金薄壁件铣削动力学模型,并进一步通过ABAQUS软件进行有限元分析,获得铝合金薄壁件铣削加工中铣削应力和应变的分布规律;通过铣削加工试验,获取铣削力数值并与仿真铣削力进行对比,验证模型的准确性。     

超声振动加工7075-T6铝合金应力场数值模拟

由于铝合金属于难加工材料,采用普通机械加工难以达到预期效果。采用超声振动加工方法车削7075-T6铝合金试件应力场的变化。仿真结果表明:在Y方向,超声振动频率在10k Hz时,振幅12μm切削区域等效应力最大,振幅10μm等效应力次之,振幅8μm等效应力最小。而频率为40k Hz时等效应力正好相反。随着振动频率增加,切削力先减小后增大;在X方向,当振幅分别为10μm、12μm时,随振动频率升高,试件加工区应力先减小后增大,而振幅为8μm时,应力逐渐增大。当频率超过40k Hz后,其工件表面的应力场不受振幅影响且均呈下降趋势。超声振动频率控制在20-40k Hz范围内,振幅对切削力影响最小。随着振幅的增加,切削力先减小后增加。超声振动加工方法能有效地改善铝合金加工性能。     

铝合金复杂薄壁件加工工艺优化

针对一种铝合金复杂薄壁件不易装夹及加工变形大的特点进行了工艺优化,确定了装夹方案及加工参数.该方案相比类似薄壁复杂件常采用高速加工的方案,提出了用普通数控铣加工的详细解决方案,降低了工艺难度,对于类似薄壁复杂零件的加工具有参考意义.     

大型铝合金薄壁件精密加工技术

大型铝合金薄壁件的加工精度主要通过机械加工来保证。从大型铝合金薄壁件机械加工的找正、定位方法及切削工艺参数的确定等方面，论述了大型铝合金薄壁件的精密加工技术．壁厚值差在0．26mm以内．口部圆度在0.02mm以内，内外圆同轴度在0．02mm以内。该技术对大型薄壁件的精密加工具有指导作用。     

航空铝合金7075-T7451三维铣削过程有限元仿真

采用有限元分析软件AdvantEdge建立反映金属切削过程高温、大应变及高应变率状态的切削模型,模拟了航空铝合金7075-T7451铣削加工过程,获得了两个铣削周期内的铣削力变化曲线,并预测了工件及刀具上的温度分布;模拟了铣削过程中切屑的形成,获得了与实际切屑相似的切屑形状。通过铣削力实验获得了相同铣削条件下的铣削力值,与模拟铣削力值比较,发现两者具有较好的一致性,从而证明了有限元模型的正确性。     

铝合金薄壁复杂筒形件精密加工工艺研究

为了提高车辆、运载工具等产品的性能,减轻重量,方便用户,减少能源消耗,铝合金薄壁件在其产品中的应用已越来越多。但有些形状较复杂的薄壁筒形精密零件由于其工件较薄,刚性差、在加工中易受力变形、受热变形和振动变形,零件尺寸精度和形位公差很难保证,合格率低。因此,形状较复杂的铝合金薄壁筒形零件的加工变形问题曾一直困扰着生产的顺利进行,是笔者公司薄壁     

刍议铝合金薄壁件铣削加工精度控制

随着科学技术的快速发展以及生产力的不断提高,航空航天等行业领域发展迅速,其对产品结构件的性能提出了更高要求,而铝合金薄壁件因其具有较高的导电、导热、耐腐蚀、比强度高等性能而被广泛应用在航空航天领域.本文通过简析铝合金薄壁件,分析影响铝合金薄壁件铣削加工精度的因素,研究铝合金薄壁件铣削加工精度控制实验,提出加强铝合金薄壁...     

铝合金薄壁件侧壁加工变形有限元分析

在分析现有文献有关铣削加工力学模型的基础上,利用有限元分析软件ANSYS10.0,针对铝合金薄壁板进行铣削力求值及变形分析.对薄壁件加工变形有限元分析过程进行关键技术讨论,为实际切削做出理论性的探索.     

铝合金薄壁件铣削加工变形有限元分析

提出一种预测汽车主模型检具复杂薄壁件铣削加工变形的方法,将有限元技术应用于薄壁件铣削加工变形的研究中.以简单薄壁件为例,建立有限元模型,预测铣削过程中薄壁件的加工变形,并通过铣削实验对有限元分析结果进行验证,为汽车主模型检具制造工艺的技术改进提供理论依据.     

铝合金复杂特征薄壁件加工工艺分析

以数控技能大赛一典型赛件为例,通过设计工装、优化走刀路线,确定了针对该零件的装夹方案及加工参数,提出了在数控车床上加工复杂曲面薄壁零件的详细加工方案,对类似零件的加工具有参考意义。