喷丸饱和曲线深度研究

本文研究了建立饱和曲线的方法,分析了建立饱和曲线的要素,如何通过饱和曲线来确定饱和点(即喷丸强度)。     

二次喷丸诱导应力及变形工程预测方法

为建立二次喷丸的等效分析方法,在单次喷丸诱导应力及饱和度已知的情况下,进行金属零件二次喷丸的诱导应力和变形的工程预测.以单次喷丸的饱和度曲线为分析基础,讨论了二次喷丸饱和度与喷丸时间的变化规律.用正弦函数的形式表达喷丸诱导应力,并建立了零件的平均诱导应力和饱和度之间的关系.结果表明:针对弹丸尺寸不同的二次喷丸过程,进行...     

提升喷丸强化能力的新试验模式研究

目前对喷丸强化效能的评价基本上依赖于试片试验得出的受喷结论,并通过对饱和曲线的拟合来确定其参数,而当前使用的试验方法随着零件复杂程度和设计要求精度的提高,已不能完全满足加工需求。本文通过引入机械加工的创新思路,借助西门子数控系统,提出一种全新模式的试片的试验方法,其简单、有效的特点,必将在喷丸加工中广泛应用。     

湿法喷丸工艺有限元分析

目的 分析TC4钛合金的湿喷丸强化过程。方法 利用ABAQUS有限元软件中的CEL方法以及随机分布函数建立弹丸随机分布的湿喷丸冲击强化模型,研究喷丸覆盖率对残余应力场和表面粗糙度的影响规律,进行TC4钛合金板材的湿喷丸强化实验,对比验证模拟结果。结果 表面粗糙度随着喷丸覆盖率的增加而变大;对于残余应力场,随着覆盖率从50%增加到100%,最大残余压应力值和其所处位置的深度均增加。当覆盖率增加至200%,最大残余压应力值不再增加。不同喷丸覆盖率下表面残余应力值基本相同。经对比验证,构建的有限元模型的仿真结果与湿喷丸实验规律相一致。结论 湿喷丸模型能够较好地模拟湿喷丸强化后板材表层残余压应力场和表面粗糙度的变化规律。     

空化水喷丸工艺诱导塑性变形行为的数值模拟

金属薄板经空化水喷丸强化后会产生不同程度的塑性变形,为了探究冲击波压力作用时间对塑性变形的影响,利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,建立了各向同性理想弹塑性的空化水喷丸三维有限元模型,对N型标准阿尔门试片经空化水喷丸处理后诱导的塑性变形进行了数值模拟。为了验证模拟结果的准确性,利用阿尔门测量仪对上述工艺诱导试片塑性变形产生的弧高度进行了试验测定。结果表明,数值模拟的弧高度和实测数据有较好的一致性。     

小型轴类零件上的小孔加工工艺分析

对于一些小型轴类零件上斜面上的小孔,通常需采用专用钻具来进行加工。而专用钻具的加工尤为关键。本文对于此类型零件从加工到检测进行分析,旨在保证加工后的质量,满足零件的需要。     

喷丸成形工艺数据库系统研究与开发

目的配合飞机制造厂进一步更新技术,以信息化技术提升传统的飞机壁板喷丸成形工艺。方法收集了飞机生产、型号预研、板金工艺手册、工艺试验等大量数据信息,采用Oracle11g数据库管理系统,应用Powerdesigner开发软件,进行了数据库系统的研究与开发。结果研究开发了一个集资料文档、材料性能、基础数据、简单试件试验、喷丸成形实例和设备管理等数据的B/S架构喷丸成形工艺数据库系统。结论实现了工艺数据的积累、共享、重用,达到了提高工艺设计水平与生产效率的目的。     

微小孔检测方法研究

传统小孔测量方法效率过低,过程繁琐,劳动强度大,不适合微小孔的快速检测。现在通常采用工具显微镜测量法作抽样测量或局部检测。但数字图像检测技术有其优点及发展趋势。     

高速电火花小孔加工工艺及应用

本文旨在通过介绍几个典型高速电火花小孔加工实例来使大家了解一下高速电火花加工技术目前在航空发动机零部件制造领域中的应用情况,另外也想通过零件在生产现场实际加工中遇到的一些问题,与大家共同探讨高速电火花加工技术未来的发展趋势。     

拉-拉疲劳载荷下钛合金湿喷丸的残余应力松弛及再次喷丸工艺EI北大核心CSCD

采用湿法喷丸强化工艺(wet shot-peening)对TC4钛合金表面进行处理,研究高、低周的拉-拉疲劳过程中合金残余应力松弛规律,探讨再次喷丸工艺(re-shot-peening,RSP)对疲劳寿命的影响。结果表明:在拉应力载荷状态下,残余压应力依然发生松弛现象。疲劳载荷水平对喷丸TC4钛合金残余压应力场(CRSF)的松弛速率、松弛程度和松弛范围具有重要影响。高周疲劳(HCF)过程中残余应力松弛主要发生在近表层0~30μm,松弛速率较慢。低周疲劳(LCF)过程中残余应力松弛发生在0~80μm,范围更大,速率更快。RSP周期对于TC4钛合金的疲劳寿命也具有较大影响。在25%和50%初始喷丸疲劳寿命进行RSP处理会显著提高疲劳寿命,而在75%初始喷丸疲劳寿命处进行RSP处理对于疲劳寿命基本没有影响。此外,RSP的强化效果与疲劳载荷水平相关,对于高周疲劳寿命提高明显。     

7075-T651铝合金喷丸工艺的仿真与试验研究

为探究喷丸工艺参数对材料残余应力分布的影响,以7075-T651铝合金材料为研究对象,基于铝合金材料特性和试验条件,利用ANSYS/LS-DYNA建立喷丸有限元模型,获得了不同喷射距离、喷射压力和弹丸直径下残余应力的分布情况。结果表明：增大喷射压力和弹丸直径可以显著提高最大残余压应力和残余压应力影响深度,且喷射距离应保持在适当的范围内,最后将应力计算值和实测值进行对比,最大偏差为(10.0±12.5) MPa,偏差率不超过6.9%。分析认为通过有限元模型能够准确地获得残余应力的分布情况,有助于开展喷丸工艺参数对残余应力分布规律的影响研究。     

不锈钢小孔腐蚀统计规律的研究

本文验证了不锈钢孔蚀最大深度的极值统计规律。采用极值分析方法,对不锈钢孔蚀盘管用小面积的测试数据推测了整根盘管上的泄漏孔数,极值分析推断结果与实际测定的情况符合得很好。同时,还应用了广义线性模型来处理了孔蚀失效率与时间的关系,发现失效率与时间的关系曲线具有“S”型特征。并且证明后勤模型与实验室测试数据之间拟合程度最好。     

喷丸强度对不同粗糙度表面超高强度钢疲劳性能的影响

不同方式加工的高强度钢零件具有不同的表面状态,对其采用相同的喷丸工艺是否合理尚不明确。对不同表面粗糙度23Co14Ni12Cr3Mo E超高强度钢作不同强度的喷丸强化。采用扫描电镜及白光干涉仪观察了喷丸试样的表面形貌,采用金相显微镜观察喷丸试样的表面组织,采用旋弯疲劳试验机测试了喷丸试样的疲劳性能,采用X射线衍射残余应力测试仪测试喷丸试样的残余应力。研究了喷丸强度对不同表面粗糙度超高强度钢的表面组织、形貌、残余应力场及疲劳性能的影响。结果表明:喷丸过程可以细化表面组织,引入残余压应力场,改变表面形貌特征,从而引起表面应力集中状况的改变,其改善效果与原始表面状态有关;对于初始表面粗糙度Ra≤0.4μm的表面,喷丸强化过程能有效提高材料的疲劳寿命,促使疲劳裂纹源内移;随表面粗糙度的提高,当应力集中状况过于严重时,表面组织细化和残余压应力对疲劳性能的提升作用会被抑制,喷丸工艺对疲劳寿命的提升效果大幅下降,疲劳裂纹源均位于表面。     

45钢表面喷丸强化工艺的模拟分析

为了研究高压水射流喷丸的工艺效果,选择合适的水射流喷丸工艺参数,利用ANSYS有限元仿真软件进行模拟分析,以玻璃为喷丸材料,45钢为靶体材料,采用LS-DYNA软件,建立喷丸与靶体的有限元模型,通过模拟喷丸冲击靶体的动态过程,得到弹坑的深度及最大残余压应力的分布情况,绘制工艺参数对弹坑深度以及最大残余压应力的关系曲线。结果表明:弹坑深度及最大残余压应力随着弹丸速度的增加而明显增加,而弹丸入射角度对于弹坑深度及最大残余压应力的影响则比较平缓;该仿真结果与试验结果相近。     

大尺寸2024-T351铝合金喷丸成形曲率变化规律研究

目的 以喷丸成形工艺下的2024-T351铝合金平板件和单筋件为研究对象,分析弦向及展向曲率半径试验值与拟合值的变形规律。方法 针对试件厚度、喷丸压力、喷丸速度、预弯量4个参数进行喷丸成形操作的正交试验,通过测量成形后曲率的变化规律,分析不同参数组合对平板件和单筋件成形变化规律的影响。结果 在不考虑材料性能波动的情况下,随着平板件厚度和喷丸速度的增大,平板试件的弦向曲率半径和展向曲率半径均呈递增趋势;而随着喷丸压力的增大,平板试件的弦向曲率半径和展向曲率半径则呈现递减趋势,即当平板件厚度和喷丸速度增大时,喷丸成形对平板试件弯曲的影响程度有所增大,曲率半径减小;反之,喷丸成形对平板试验件弯曲的影响程度减小,曲率半径增大。结论 在忽略初始状态并将其假设为自由状态或给定预弯量状态的条件下,随着喷丸速度的增大,单筋试件的曲率半径递增,试验值与拟合值的变化趋势基本相符,二者最大偏差为11.2%。     

小孔流道内容积交变空化流场特性分析

目的 基于容积交变空化原理,研究小孔流道内容积交变空化流场的演变规律,以及容积交变频率和容积变化量等关键工艺参数对流场特性的影响,为容积交变空化抛光小孔内表面提供指导。方法 首先,建立小孔流道内容积交变空化流场的三维瞬态仿真模型。其次,采用标准k-epsilon模型、Zwart-Gerber-Belamri模型模拟不同容积交变频率和容积变化量下容积交变空化流场含气率和湍流强度,并与高速摄像结果进行比较分析。最后,对机械加工的Al 1060和T2 Cu小孔内表面进行抛光,验证容积交变空化抛光小孔内表面的可行性。结果 在一个周期内,当容积变化量为20 mm,容积交变频率分别为90、100、110、120 Hz时,小孔流道内容积交变空化流场含气率和湍流强度均随容积交变频率的增大而增大,含气率最高可达0.664 8;当容积交变频率为120 Hz,容积变化量分别为10、15、20、25 mm时,小孔流道内容积交变空化流场含气率和湍流强度均随容积变化量的增大而增大,含气率最高可达0.706 8。随着活塞的拉伸和压缩,湍流强度也由两边强、中间弱逐渐转变为两边弱、中间强,并在周期末达到最大。实验研究表明,经过容积交变空化抛光后,Al 1060小孔内表面的粗糙度由0.704 4 μm降低到0.324 7 μm,T2 Cu小孔内表面的粗糙度由0.721 4 μm降低到0.357 3 μm,小孔内表面粗糙度明显降低。结论 容积交变空化抛光小孔内表面具有可行性。可通过提高容积交变频率和容积变化量来提高小孔流道内容积交变空化流场含气率和湍流强度,进而提高容积交变空化抛光小孔内表面的抛光效率。     

关于残余应力的静载松弛与最佳喷丸残余应力场的研究

本文研究了喷丸残余应力场在疲劳加载初期的静载松弛现象及机理,并对最佳喷丸残余应力场进行了探讨。试验结界表明,残余应力在疲劳过程中的静载松弛是工件表层材料剧烈塑性变形的结果。残余应力的静载松弛会使晶界、相界等障碍物处形成一定数量的微裂纹,给工作表层材料带来损伤,降低疲劳裂纹的形核寿命。为了避免疲劳初期由于残余应力的静载松弛所造成的损伤,在喷丸后采用应力松弛低温回火工艺,预先降低残余应力场中的最大残余压应力值,建立最佳残余应力场。这种通过热激活的方式使残余应力发生的松弛属子非损伤性松弛,因而能够有效地提高材料在S—N曲线上的较高交变应力区的疲劳寿命。     

膜片式盲小孔测头的设计与研究

提出了一种弹性尺寸传递理论，并依此理论研制了膜片式盲小孔测头，以膜片为敏感元件，把测杆视为弹性体。该测头可用于测量０３ｍｍ以上的盲小孔，精度优于１μｍ。