铝合金搅拌摩擦焊接头内部残余应力的短波长X射线测试

采用自制的短波长X射线应力分析仪测定了2024-T351铝合金板搅拌摩擦焊接头的内部残余应力分布。结果表明:接头内部的纵向残余应力呈典型的"M"型分布,且高于横向残余应力,应力峰值位于焊缝热机影响区和热影响区交界附近,测试结果与文献报道结果相符。     

2024-T351铝合金搅拌摩擦焊焊件内部残余应力测试

为准确掌握铝合金搅拌摩擦焊(Friction stir welding,FSW)焊件中的残余应力分布,以便优化FSW焊接工艺和对后续加工起到一定的支撑作用,借助自主研发的短波长特征X射线衍射仪(Short wavelength X-ray diffractometer,SWXRD),分别采用sin2ψ法和d0法对2024-T351铝合金FSW焊件内部残余应力进行测试,并与中子衍射和同步辐射及钻孔法测试的FSW焊接应力进行分析比较,同时对焊接区各区域微观组织进行金相观察分析,对焊接中心层的显微硬度分布进行测试。结果表明,用SWXRD可以实现铝合金内部残余应力的无损检测;对2024-T351铝合金FSW焊件内部残余应力测试,用d0法得到板材轧制方向的残余应力存在3个拉应力峰值,其中两个位于热影响区(Heat affected zone,HAZ),一个位于焊缝中心,与国外中子衍射和高能同步辐射的测试结果一致;用sin2ψ法可以快速获得FSW焊核区(Weld nugget zone,WNZ)的残余应力,对存在强织构的热机械影响区(Thermal-mechanically affected zone,TMAZ)、HAZ和母材区(Base material zone,BMZ)的应力测试有较大的误差,但将d0法结合可以快速得到焊接区的应力分布。     

X射线法测量铸造支座的残余应力

采用无损X射线衍射技术,利用X-350A型X射线应力测定仪的侧倾固定ψ法测量铸造支座的残余应力,得到铸造支座底部和铸造支座圆柱部位的残余应力值以及一般分布规律。采用标准偏差计算方法得出铸造支座底部和圆柱部位残余应力的取值区间,为今后支座铸造工艺设计、制造、支座结构设计等提供指导,改善热处理工艺。     

扭杆弹簧表层残余应力X射线衍射测量

表层残余应力值是影响扭杆弹簧疲劳寿命的重要因素。文中利用X射线应力测量仪对两种不同工序安排下的扭杆弹簧表层残余应力值进行了实验测量。测量结果表明，工序安排对扭杆弹簧的表层残余应力影响较大，当把强扭处理作为扭杆弹簧加工的最后工序时，表层残余应力值偏小，且离散度较小，产品质量更稳定。实验结果为分析表层残余应力与扭杆弹簧疲劳寿命之间关系提供了可靠依据。     

加氢裂化反应器的焊接残余应力和水压试验应力测试

本文报道了加氢裂化反应器焊接残余应力及工作应力的测试结果。该反应器最后一道环焊缝是在安装现场组焊的，只进行了半封闭式的局部焊后热处理。测试结果表明，大部分测点的残余应力均得到了较好的消除，但最后一道焊缝的一些测点焊接残余应力消除效果较差。     

丝织构对薄膜X射线残余应力分析的影响

具有择尤取向的薄膜材料因弹性呈现各向异性,在利用X射线衍射法测定薄膜残余应力时,常发生d-sin^2ψ测试曲线的非线性振荡,无法得到准确的应力值。本文利用Voigt、Reuss和Kroner模型计算了TiN薄膜的弹性常数随ψ角的分布在低ψ角区发生的弯曲。与实测PVDTiN薄膜的应力测试曲线的弯曲情况相似,说明丝织构的确可能造成薄膜应力测试d-sin^2ψ曲线的低ψ角弯曲。     

X射线衍射法测量高温合金波纹管残余应力

X射线衍射法是一种晶体材料残余应力无损检测方法,可快速、精确地对材料局部残余应力进行测量.波纹管是运载火箭管路系统中的关键部件,其成型过程中材料会发生较大变形,由此产生的残余应力对波纹管的疲劳寿命有重要影响.采用X射线衍射法对高温合金波纹管成型前管坯、波纹管成型后和波纹管退火热处理后的残余应力进行了测量,结果表明,高温...     

X射线应力仪的微机化升级

通过硬件设计和软件编程,在原来的基础上实现了对日本理学公司MSF-2M型X射线应力仪的微机控制。改造后的应力仪在保留原功能的基础上扩大了测量范围并具有交互性强的控制界面;能够实时监测实验状态以及衍射强度,操作者根据峰形检验该实验方法;在实验过程中能够根据材料的属性设置相应的实验参数,得到准确的测量结果;实验数据可以存盘并打印。     

基于X射线技术的齿轮根部残余应力测定方法研究

齿根部横向残余应力的合理分布对齿轮弯曲疲劳强度的影响极大,但鉴于齿轮的几何形状,目前工程上一般采用切齿暴露齿根的方法(有损检测)来完成横向残余应力的测定。为了在不破坏材料表面原有应力状态的条件下,还能较为准确的测得齿轮根部横向残余应力(无损检测),本文拟通过理论分析及试验测定相结合的方法,推导齿轮齿根横向与纵向残余应力的关系方程,得出在已知无应力布拉格角θ_0的条件下,利用X射线法测得的齿轮根部纵向残余应力推导出横向残余应力的大小,为齿轮齿根横向残余应力的准确测定提供参考。     

LY12硬铝合金高速切削加工残余应力的研究

对LY12硬铝合金在高速切削加工过程中出现的高度非线性问题,采用有限元软件ABAQUS对切削过程进行仿真,得到了高速切削加工过程中的残余应力分布。讨论了高速切削加工过程中影响残余应力分布的几个关键因素:切削速度、背吃刀量、刀尖圆角半径,从而为以后获得基于残余应力的刀具参数优化方案提供了依据。     

LY12硬铝合金高速切削加工残余应力的研究

对LY12硬铝合金在高速切削加工过程中出现的高度非线性问题,采用有限元软件心US对切削过程进行仿真,得到了高速切削加工过程中的残余应力分布。讨论了高速切削加工过程中影响残余应力分布的几个关键因素：切削速度、背吃刀量、刀尖圆角半径,从而为以后获得基于残余应力的刀具参数优化方案提供了依据。     

高速铣削加工铝合金表面残余应力研究

基于Doelle—Hauk方法测量了铣削加工铝合金工件表面的残余应力状态,结果表明,应力主平面与试样表面基本平行,说明铣削加工铝合金表面的残余应力近似处于二维平面应力状态。在分析了织构对残余应力测试影响的基础上,采用X射线衍射法中的回摆法测量了铣削加工工件表面不同切削几何位置、不同转速下残余应力的分布规律。为了对残余应力的分布作出解释,采用Kisterler测试仪测试了不同主轴转速下切削力的变化规律;建立了双刃斜角切削有限元模型,得到了单个切屑形成时已加工工件表面的切削温度场。最后,从热力耦合的角度对残余应力的形成机理进行了研究。     

高速铣削加工汽车覆盖件模具表面残余应力研究

汽车覆盖件模具的高速加工具有特征型面形状复杂、材料硬度大、结构尺寸大、表面精度要求高等特点,在高速切削加工过程中,属于难加工产品。残余应力的存在促使疲劳裂纹形成与扩展、促进腐蚀、促进模具的关键型面变形,因此汽车覆盖件尺寸的稳定性和加工质量与其密切相关。本文在数值模拟思想的指导下,利用有限元解法,研究了高速铣削加工表面的残余应力对加工变形的影响,给出了预测残余应力数值的解析模型,具有重要的理论及现实意义。     

DD3镍基单晶高温合金喷丸层残余应力的X射线衍射分析

对DD3镍基单晶高温合金表面进行喷丸处理,利用X射线衍射方法研究了喷丸层中残余应力沿层深的分布。结果表明:喷丸层中存在的残余压应力在层深为10μm处达到最大值,且随着层深的增加而降低;喷丸表层单晶组分中的残余压应力与多晶组分中的基本接近,次表层中两者存在较大差别,随着材料层深的增加二者的差别更加明显,单晶组分中的残余压应力水平更高,分布深度更大。     

陶瓷/金属钎焊接头残余应力的测量及数值计算

用微区X射线衍射仪测量了陶瓷／金属接头陶瓷表面离边缘0．2mm处的残余应力的大小和分布，用热弹塑性有限元方法，在考虑了材料性能参数随温度变化的情况下，对接头残余应力的大小和分布进行了计算。结果表明，计算值和测量值的趋势基本一致，都是在陶瓷侧的外表面靠近界面的地方存在着最大的轴向拉应力。X射线衍射测量结果还表明，Si3N4／40Cr接头的钎料层较厚时，接头的残余应力值较高。     

陶瓷磨削残余应力对表面性能的影响

陶瓷零件的磨削表面必然要附加一层残余压应力 ,其对零件的使用性能影响较大。本文主要针对陶瓷材料磨削表面残余应力对疲劳磨损和表面硬度的影响进行实验研究。试验结果表明 :与金属材料相比 ,Zr O2 陶瓷材料的磨削残余应力对零件的摩擦磨损性能的影响要小得多。磨削、研磨及加热三个试件组的磨损量随摩擦时间呈现一定的变化规律。残余拉应力在一定程度上加速陶瓷零件的磨损 ,残余压应力可适当减缓陶瓷零件的磨损 ,其数值变化对零件性能的影响很小。随着残余压应力值的增加 ,表面硬度值也在逐渐增加 ,当残余压应力增加到一定值后表面硬度值开始下降。     

金属板材服役状态下应力场的动态检测方法

对304不锈钢板材服役条件下动态力学行为检测进行设计和探索。通过X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)在线检测,对不锈钢板材在圆形孔模拟缺陷存在时,不同加载方式、载荷大小条件下的动态服役过程中的应力分布进行研究。明确金属板材在动态服役过程中的应力分布与载荷大小、加载方式之间的关系。利用自行设计开发的金属板材服役行为动态检测系统,测得的304不锈钢薄板内孔周边的应力分布与理论值吻合很好,且外加载荷与最大应力成线性关系。初步实现了金属板材服役状态下力学行为的检测,该检测方法可为开发全方位的检测系统提供一定的技术基础。