焊接结构应力松弛开裂模拟试验研究

利用Ｇｌｅｅｂｌｅ模拟试验机进行了一种新的不等温应力松弛试验来考察两种低合金钢的焊后应力松弛开裂敏感性。该试验方法以热膨胀量补偿法模拟整个去应力处理（包括加热和保温）中与应力松弛开裂产生过程吻合的应力—温度条件。试验获得了一种连续加热断裂时间—温度“Ｃ”曲线及不等温应力松弛塑性的新概念，并定量测出了材料在此过程中的应力松弛塑性及其与温度的关系。     

汽车高强钢锻件淬火开裂分析与有限元模拟北大核心CSCD

某汽车高强钢锻件在生产中面临淬火开裂问题,急需从生产工艺上回溯开裂原因。对淬火后的某汽车高强钢锻件进行解剖,观察了裂纹形貌、金属流线、微观组织和元素分布,发现断裂处材料流动极不均匀,锻造变形时剧烈的滑移和剪切是导致开裂的主要原因。模拟了某SAE5137H汽车高强钢锻件在浓度为9%的PAG淬火液(聚烷撑乙二醇质量分数为9%的水性淬火介质)中淬火的过程,发现淬火开裂位置的最大等效应力远低于材料的抗拉强度,淬火应力较小。综合裂纹分析的试验结果和有限元分析结果可知,该锻件锻造过程中材料流动不均匀,局部产生剧烈滑移,使材料塑性下降,虽然在锻造后未直接开裂,但在淬火热应力的作用下因塑性不足而导致开裂。根据开裂原因,将位置A开裂处预锻模膛局部凹模圆角半径减小至R8 mm,并对锻件位置B处局部加热,锻件淬火开裂比例显著下降,解决了开裂问题。     

板翅结构钎焊残余应力与热变形的有限元分析

对微小尺寸的镍基钎焊不锈钢板翅结构在真空钎焊过程中产生的残余应力分布与热变形状况进行研究分析.采用有限元方法对三层结构的钎焊过程进行了热-力分析,分析考虑真空钎焊的加热特点同时考虑板翅材料和镍基钎料与温度相关的材料特性,得到了钎焊过程中结构的温度变化规律以及钎焊后的残余应力分布和热变形特征.结果表明,隔板与翅片具有不同的热变形特征,板翅钎焊接头钎角处应力状况复杂,易萌生裂纹导致板翅结构的失效,需要选择合适的钎焊时间以得到较好的钎焊接头.     

散热器电子束钎焊温度场和应力场的有限元分析

针对航空飞机上应用的具有管板接头结构的散热器,利用ANSYS软件,建立二维模型,对1Cr18Ni9Ti不锈钢散热器分别按"直接加热"和"分阶段加热"两种电子束钎焊工艺钎焊的温度场和应力场进行了有限元分析。结果表明,采用分阶段加热钎焊工艺时,获得了均匀的钎焊面温度分布,钎焊面大部分区域的温度在1042～1051℃之间,且在钎焊温度范围之内;对于径向残余应力,采用直接加热钎焊时,钎焊面上出现明显的应力集中区域,而采用分阶段加热钎焊,钎焊面上没有应力集中区出现;对于周向残余应力,分阶段加热钎焊的拉应力峰值较直接加热钎焊减小了11.2%;两种钎焊工艺的周向残余应力的拉应力峰值都大于径向残余应力的拉应力峰值,说明钎焊面的危险部位沿圆周方向。     

铝/钛异种合金激光熔钎焊接头温度分布

以5A06铝合金和TC4钛合金为母材,Alsil2焊丝为填充材料,进行了激光熔钎焊试验.在分析激光填丝熔钎焊传热行为的基础上,建立了3种激光加热模式的热源模型,并采用有限元方法对激光垂直加热、倾斜加热、光束偏置加热以及矩形光斑加热模式下接头温度场进行了计算和分析.结果表明,在铝/钛异种合金的激光熔钎焊过程中,焊缝两侧温度分布严重不对称,将光斑中心向铝合金一侧偏离焊缝中心线0.4～0.6mm可避免钛合金界面局部过热;采用椭圆光斑加热时,加热效果与圆形光斑相近;采用矩形光斑加热,接头界面上下温度分布较为均匀.     

80W-Cu合金力学行为的拉压不对称性研究

在不同加载应变率下,对熔渗法制备的80W-Cu合金进行压缩和拉伸力学性能研究,对比分析应力状态对80W-Cu合金力学行为的影响规律。结果表明,80W-Cu合金在准静态和动态加载条件下的力学行为均具有明显的拉压不对称性,在压缩加载条件下80W-Cu合金具有良好的塑性,而在拉伸加载条件下材料的塑性极差。微观分析表明,80W-Cu合金具有高的钨-钨连接度,在拉伸加载时钨-钨界面极易发生开裂,导致材料破坏,因此塑性变形能力极差;而在压缩加载时钨骨架发生坍塌变形,塑性良好的铜在压应力的作用下发生延性流动,填充到钨-钨界面之间,从而使材料具有良好的塑性变形能力     

η相对沉淀强化奥氏体合金持久性能的影响

研究了晶界η相(Ni3Ti)对沉淀强化奥氏体合金不同温度、应力下持久性能的影响。结果表明,晶界η相对合金持久性能影响较大。低温高应力下,晶界η相通过促进晶界处应力集中引起开裂,降低合金持久寿命及塑性;高温低应力下,η相通过阻碍晶界滑动及迁移,显著提高合金的持久塑性。     

1420铝锂合金电致超塑性本构方程

变形温度为480℃时,对1420铝锂合金进行了不同应变速率、脉冲电流密度和脉冲频率的电致超塑性拉伸试验;通过对现有超塑性本构方程进行修正,建立了耦合脉冲电流密度和脉冲频率的超塑性本构方程,并对其进行了试验验证。研究结果表明:变形温度为480℃、应变速率为0.001 s-1时,在1420铝锂合金的超塑性拉伸试验中施加脉冲电流后,材料的流动应力比未施加电流时有所降低,伸长率有所增加;当脉冲电流密度为192 A·mm-2、脉冲频率为150 Hz时,材料的流动应力最小,伸长率最大。通过耦合脉冲电流参数的本构方程计算的流动应力值与试验数据吻合较好,能够准确预测1420铝锂合金在电致超塑性变形中流动应力的变化趋势。     

Fe-Mn-Si-Cr-Ni形状记忆合金约束下相变的电阻原位分析

通过同步测量约束加热和冷却过程中合金的电阻率和回复应力与温度的关系，对Fe-Mn-Si-Cr-Ni形状记忆合金约束下的转变过程进行了详细研究。结果表明，变形约束加热后的冷却过程中，回复应力随温度降低而增加。当回复应力增加到大于合金的屈服强度时，将首先发生塑性变形；然后随温度的进一步降低，回复应力到达应力诱发Е马氏体相变的临界应力时，回复应力将诱发Е马氏体相变，导致回复应力随温度的降低而下降。塑性变形和应力诱发Е马氏体相变都将显著松弛回复应力，降低合金冷却到室温时的回复应力。建立了合金加热和冷却过程中回复应力的方程。提出了该记忆合金管接头成分设计原则。     

钴基高温合金裂尖塑性区位错结构的原位观察

走向凝固的钴基高温合金在原位拉伸研究中发现了两种裂尖塑性区位错结构,在拉伸轴为[511]时,从裂尖发射的是不全位错,在整个塑性区中位错始终以扩展位错的形式存在;在拉伸怕为[121]时,从裂尖发射的是全位错,位错在离开裂尖向试样内部运动过程中发生扩展分析了裂纹尖端应力状态对裂尖塑性区位错结构的影响。