GH4169高速铣削加工残余应力分布规律试验

目的通过研究GH4169高速铣削过程中切削工艺参数对加工残余应力的影响规律,改进工艺参数的选取,提高此类零件的疲劳寿命。方法设计了GH4169高速铣削工艺参数与加工残余应力之间的单因素试验。通过仅改变一个切削参数、其余切削参数不变的方式,得到了工件表面残余应力和切削深度方向残余应力与切削参数之间的变化规律。结果铣削进给方向(x方向)和垂直进给方向(y方向)的表面残余应力主要表现为拉应力,且随着铣削深度和每齿进给量的增加而增加,随着铣削速度的增加而减小;在切削深度方向上,不同切深值所在平面的x方向和y方向的残余应力主要表现为压应力,随着层深的增加先增大后减小。残余应力峰值随铣削深度和每齿进给量的增大而增大,随铣削速度的增大而减小,残余应力最大深度基本在80μm以内。结论 GH4169高速铣削加工中,如果要获得较小的表面残余拉应力,应该选用较小的铣削深度和每齿进给量,较大的铣削速度;在切深方向,如果要获得较大的残余压应力,应该选用较大的铣削深度和每齿进给量,较小的铣削速度。反之亦然。     

轴向超声振动辅助铣削TiB2/7050Al复合材料残余应力试验研究

针对TiB2颗粒增强铝基复合材料可加工性差、切削温度高、刀具磨损严重等问题,开展TiB2/7050Al复合材料轴向超声振动辅助铣削残余应力试验,研究各加工参数对超声振动辅助铣削表面及亚表层残余应力的影响规律,并分析力热耦合作用对超声振动辅助铣削残余应力的作用机制。研究表明:TiB2/7050Al复合材料超声振动辅助铣削表面残余应力均为残余压应力,且残余压应力随每齿进给量、切削速度的增加而减小,而随着切削深度及超声频率的增加呈现先增大后减小的趋势;工件亚表层残余应力影响层厚度为90~120μm,且未观测到明显的加工硬化现象。     

高速铣削汽轮机叶片表面残余应力影响因素研究

针对实际应用中汽轮机末级动叶片表面残余应力导致的失效问题,文章通过对不锈钢叶片进行不同工艺参数下的切削试验,研究了工艺参数对叶片表面残余应力的影响规律.由于叶片的疲劳损坏是由其表面层所受的拉应力引起的,表面层的残余压应力可抵消一部分拉应力,从而使叶片的疲劳强度得到提高.通过对不同组间的试验数据进行对比分析表明,提高主轴转速有利于残余压应力的加大,而温度热应力对残余拉应力起着主导作用.研究结果对于在不同加工参数条件下提高叶片表面的残余压应力,提高抗疲劳性能有一定意义.     

铣削残余应力离散性实验研究

为了了解铣削加工表面残余应力的离散特征,对45钢在干切削和浇注润滑状态下分别进行粗/精铣削加工实验;采用数理统计方法对试样加工残余应力的离散性进行研究。实验结果表明:铣削残余应力有着明显的离散性,比车削残余应力大;铣削残余应力离散性主要来源于切削过程热力耦合的随机变化和铣削的刀具-工件复杂运动;工艺条件可以在一定范围内影响铣削残余应力离散性,粗加工的离散性比精加工大,浇注润滑离散性比干切削小。     

钛合金高速铣削加工表面残余应力的模拟研究

采用有限元法建立了更接近实际的铣刀结构模型及三维铣削模型,对不同刀具参数和切削参数条件下高速铣削钛合金Ti6Al4V的表面残余应力进行了仿真分析,得到了各因素对表面残余应力分布的影响规律。结果表明:工件的残余应力在表层由拉应力迅速的转变为压应力,在100~200μm之间出现残余压应力的最大值。工件表层残余应力随刀具前角、切削速度和每齿进给量的增加而减小,切削深度对表层残余应力的影响不是很明显。     

钛合金Ti-6Al-4V纵扭超声铣削残余应力试验研究

目的 提出将纵扭超声振动和铣削加工相复合,对钛合金Ti-6Al-4V进行试验研究,探索工艺参数对加工残余应力的影响规律,实现钛合金的压应力抗疲劳制造。方法 通过试验对比分析了纵扭超声铣削和传统铣削在切削力、切削温度和残余应力的差异性。采用正交试验和单因素试验相结合的方法,同时考虑因素交互作用,研究了加工参数、冷却润滑条件以及刀具磨损对加工残余应力的影响。结果 相较于传统铣削,纵扭超声铣削能够使平均切削力降低约16.3%,切削温度降低约25.6%,表面残余压应力值增加31.3%。在所选参数范围内,径向切深对表面残余应力的影响较大（贡献率为34.1%）,而振幅影响较小（贡献率为6.5%）。表面残余压应力值随着铣削速度、每齿进给量以及径向切深的增大有不同程度的降低,随着振幅的增大有一定程度的提高。采用乳化液作为切削液能够提高加工表面的残余压应力值,而干式切削能够获得和在水、油切削液条件下相当的加工表面残余压应力值。工件表面的残余压应力值随着刀具磨损的增加而逐渐减小。结论 纵扭超声铣削能够有效降低切削力和切削温度,提高加工残余压应力值,同时选择适当的工艺参数及润滑冷却条件可进一步增大表面压应力值,可作为一种可靠的压应力制造技术。     

铣削加工对铝合金薄壁件残余应力的影响

研究了铣削加工对铝合金薄壁件残余应力的影响。在有限元软件MSC.MARC中建立了三维有限元模型,通过二次开发,编制了相应的子程序,分别用来向有限元模型中添加初始残余应力场,对节点施加铣削力,控制铣削路径和对模型的网格进行自适应细化,使用该模型进行薄壁零件的铣削仿真。结果表明:随着铣削的进行,试件余料内部应力不断释放,应力场出现重分布。通过比较不同铣削深度时的应力分布情况,得到了铣削加工对薄壁零件残余应力的影响规律。     

HT250冷焊表面残余应力试验

利用亚激光瞬间熔冷焊机对柴油发动机缸体所用材料HT250表面缺陷进行修复,并用x射线法测定焊缝两侧表面残余应力,以此研究冷焊残余应力分布规律以及与不同工艺参数间的关系．结果表明,靠近焊缝处为拉应力,远离焊缝处为压应力：冷焊残余应力范围很小,峰值主要分布在离焊缝中心5mm的范围内,离焊缝中心20mm处,残余应力接近为零;时间参数对残余应力峰值的影响较小,而能量参数对残余应力峰值的影响较大;通过改变时间与能量参数组合,可以得到较小的残余应力峰值,满足发动机再制造零部件表面损伤的修复要求．     

钛合金铣削加工表面残余应力有限元仿真

为了分析铣削工艺参数对钛合金已加工表面残余应力的影响,根据金属切削有限元分析的相关理论,以钛合金Ti6Al4V为工件材料,建立了铣削加工的有限元模型。采用正交试验设计法对钛合金Ti6Al4V铣削仿真的工艺参数进行优化,并用极差法分析不同的铣削速度、铣削深度、铣削路径对钛合金Ti6Al4V工已加工表面残余应力的影响。研究表明:在钛合金Ti6Al4V铣削过程中,对工件已加工表面残余应力影响因素由小到大依次为:铣削深度<铣削路径<铣削速度,切削深度对已加工表面残余应力影响较小,铣削速度对已加工表面残余应力影响最大;在研究范围内,随着铣削速度的增大,已加工表面残余应力逐渐增加。     

低温处理对SiCp／6061Al复合材料残余应力的影响

对时效状态及－６０℃和－１９６℃低温处理状态的Ｓｉｃ_ｐ／６０６１Ａｌ（ＳｉＣ体积分数为２０％）复合材料中的热残余应力进行了Ｘ射线应力测定及有限元分析．实验与计算结果均表明，随着低温处理温度的下降，复合材料基体相中的平均残余应力由拉应力逐渐变成了压应力，增强相中的平均残余应力由压应力逐渐变成了拉应力．但是，低温处理后材料内部仍然存在着应力梯度和应力集中，基体相中仍然存在着拉应力区．     

低温循环过程中SiCw／6061Al复合材料残余应力的变化规律

研究了低温循环过程中压铸态ＳｉＣｗ／６０６１Ａｌ复合材料残余应力的变化零乱低温循环的降温阶段,复合材料基体经历错配拉伸塑性变形过程在升温阶段基体国卸载过程。经过一次低温循环后,残余应力有所降低。如果进行两次低循环自理只有当第二次循环下降温度低于第一次时,才能再次降低复合材料残余应力。     

7075铝合金表面喷丸残余应力松弛的实验研究

采用喷丸引入表层残余应力,分析循环载荷时7075铝合金试样的应力松弛现象,讨论喷丸工艺引入的初始残余应力状态、表层显微硬度和表面粗糙度对疲劳抗性和残余应力松弛的影响.结果表明,喷丸引入的表层残余压应力是提高试样疲劳抗性的主要因素,但表层冷作程度与表面缺口效应对喷丸试样的低周与高周疲劳抗性与残余应力松弛有很大影响.循环应力水平接近高周疲劳极限时,经历高周疲劳残余应力无明显松弛;应力水平接近低周疲劳极限时,残余应力发生早期大幅松弛,且残余应力峰外移.     

振动时效对SiC_W/Al复合材料热残余应力及拉伸强度的影响

通过施加循环载荷 ,研究振动时效对 2 0 % (体积分数 )SiCW/ 6 0 6 1Al复合材料热残余应力及拉伸强度的影响。结果表明 ,随着循环上限应力增大热残余应力单调下降 ,但复合材料拉伸强度与循环上限应力之间并非是单调关系 ,选择适当循环上限应力可以获得最高拉伸强度。当循环上限应力超过一定程度后 ,振动处理会对复合材料界面造成一定损伤。     

表面残余应力对玻璃压痕参数的影响

通过研究化学钢化前、钢化后钠钙玻璃的压痕形貌、几何尺寸和表面力学性能，分析和探讨了表面残余应力对玻璃压痕参数以及表面力学性能变化的影响机理。结果表明，普通玻璃的压痕与钢化玻璃的压痕有明显的差别，钢化玻璃的压痕周围呈圆形放射状光斑，压痕裂纹很小，其硬度值比相同载荷下钢化前玻璃硬度值增加了约15．8％，压痕断裂韧性有明显的提高，是钢化前玻璃断裂韧性的2．75倍，显示了钢化后表面残余压应力对玻璃的压痕参数和力学性能的影响。     

无损测量铝合金表面残余应力

利用无损X射线衍射技术,测试了经不同表面处理后7075铝合金试样表面残余应力.并将该无损方法的可靠性与精确性优势与中心钻孔法做了比较.结果表明,在测量浅层应力中传统的机械测试方法不适用甚至不可行,而X射线法具有更好的灵活性与精确性.