TC4板孔冷挤压强化残余应力分布与疲劳寿命

开展了不同挤压量下TC4钛合金板孔冷挤压强化有限元仿真研究,得到了挤压强化后最小截面的切向残余应力分布规律,分析了挤压量对受载试样孔边应力分布的影响,探讨了挤压量、残余应力和疲劳增益三者之间的内在关系。采用开缝衬套冷挤压强化工艺对TC4带孔板件进行冷挤压和疲劳验证试验。研究结果表明,挤压强化后的孔边切向压缩残余应力可以有效降低孔周应力集中程度,优化受拉试样最小截面应力分布,改变裂纹源的位置并延长疲劳裂纹的萌生和扩展寿命,有效提高试样疲劳寿命。综合仿真和疲劳试验得到TC4板孔最优挤压量为4%。     

TC4开缝衬套冷挤压残余应力分布有限元仿真

开缝衬套冷挤压工艺在孔的周围产生残余压应力,广泛应用于航空结构件疲劳增寿。冷挤压后孔周围的残余应力分布对预测带孔试样的疲劳寿命至关重要。针对开缝衬套冷挤压工艺构造了二维有限元模型,研究了TC4钛合金孔冷挤压后的残余应力分布,并对比了不同相对挤压量下试样中间层上最大残余压应力值,得到了初孔半径为3.175mm的孔的最佳相对挤压量。     

高强度钢材料小孔孔边R冷挤压强化工艺

小孔孔边R挤压强化工艺是基于开缝衬套冷挤压理念,作为在疲劳敏感孔处延缓裂纹扩展的一种方法。该工艺利用在孔边施加一定的压力,引起材料径向塑性流动,并形成沿孔边缘向外扩展的环形残余压应力区,提高工件的抗疲劳强度。     

开缝衬套冷挤压强化工艺对7050铝合金孔连接结构疲劳寿命的影响

针对飞机结构件7050铝合金进行开缝衬套冷挤压后孔的疲劳寿命增益研究.从断裂力学角度出发,考虑冷挤压后残余压应力对裂纹扩展驱动力的影响,研究冷挤压后连接孔的疲劳寿命预测模型.     

X80钢超声表面滚压加工残余应力场的有限元模拟

建立了超声表面滚压加工(USRP)的接触分析模型,模拟了X80钢的USRP过程,分析了等效塑性应变和残余应力的分布,并将残余应力的模拟结果与实测结果进行比较。结果表明:X80钢经USRP处理后表层发生了剧烈的塑性变形,并产生了残余压应力;随着距表面的深度增大,表层的残余压应力逐渐减小,并转变为残余拉应力;残余压应力峰值和残余压应力层厚度随位移载荷增大而增大;X80钢表面残余应力的模拟结果的与实测结果的误差约为4.8%,验证了模型的可靠性。     

石墨/Ti(C,N)基金属陶瓷梯度自润滑复合材料残余应力的有限元模拟

利用有限元方法研究了组成分布指数和梯度自润滑层厚度(层厚)对石墨/Ti(C,N)基金属陶瓷梯度自润滑复合材料残余应力的影响;采用层铺-烧结法制备该梯度自润滑复合材料,利用X射线衍射法测试其表面残余应力,并与模拟结果进行了对比.结果表明:径向压应力主要分布在梯度自润滑层的表层,在金属陶瓷基体与梯度自润滑层界面边缘处存在严重的应力集中;随着组成分布指数的增大,表面径向压应力增大,界面处应力减小;增大层厚可以改善界面处的应力分布,但表面径向压应力也随之降低;最佳组成分布指数为1.0～2.0,层厚为1.0～1.5 mm;试验测得的表面残余压应力随层厚的变化与模拟结果基本一致.     

残余应力对装甲钢板抗弹性能影响的有限元模拟

建立了普通钢芯子弹射击4.6 mm厚装甲钢靶板有限元模型,将试验测得的沿板厚方向分布的残余应力赋值于有限元模型,研究了靶板初始残余应力对其抗弹性能的影响,并用试验结果对模拟结果进行了验证。结果表明：有初始残余应力靶板背凸高度和弹坑深度的模拟结果与试验结果相符,相对误差分别仅为2.0%和4.8%,证明模型准确;与无初始残余应力靶板相比,施加初始残余压应力后靶板的背凸高度和弹坑深度均减小,说明其抗弹性能提高;随着施加残余压应力的增大,靶板抗弹性能呈现出略微提升的趋势,但提升幅度很小。     

核电蒸汽发生器传热管/管板接头传热管内壁的焊接残余应力分布

采用自行搭建的管道内壁残余应力测试平台,通过切割法测得核电蒸汽发生器传热管/管板接头传热管内壁的焊接残余应力,结合有限元模拟,研究了传热管内壁焊接残余应力的分布规律。结果表明:试验测得传热管/管板接头中传热管内壁近焊缝处的轴向和周向残余应力均为拉应力,随着距焊缝中心线距离的增加,残余拉应力减小并变为压应力,在距离焊缝中心线12mm处,残余压应力最大,在距离焊缝中心线21mm处残余应力减小至焊前初始应力;传热管内壁焊接残余应力分布的模拟结果和试验结果基本吻合,该有限元模型可以准确模拟核电蒸汽发生器传热管/管板接头传热管内壁焊接残余应力的分布规律。     

压路机压轮焊接变形和残余应力的有限元模拟

基于热弹塑性理论,借助有限元分析方法,建立了压路机压轮的有限元模型,模拟了压轮焊后的变形和残余应力分布;采用盲孔法测试了压轮的残余应力,并与模拟结果进行了对比。结果表明:两封口板发生焊后变形呈外凸状,最大变形量为5.732mm;压轮焊后起收弧位置和焊缝位置的残余应力大,应力峰值为416.40 MPa;随着距卷圆板自由边距离的增大,卷圆板直焊缝中心位置的残余应力先增大后减小再增大,残余应力测试值与模拟值较吻合,证明了模拟结果的准确性。     

热源偏移对钢/铝异种材料等离子弧焊接接头温度场和残余应力的影响

采用有限元模拟方法研究了热源偏离钢铝界面的距离(热源偏移距离)对钢/铝异种材料等离子弧焊接接头温度场和残余应力的影响,并进行了试验验证。结果表明:钢/铝异种材料焊接接头温度场呈非对称分布,钢侧温度梯度小于铝侧的;随着热源偏移距离的增加,接头钢侧温度升高、熔宽增大,铝侧则相反;接头铝侧残余应力主要为拉应力,钢侧近界面处的残余拉应力随着热源偏移距离的增大而减小,最后变为压应力,远离界面处的残余应力主要为压应力;实测残余应力与模拟结果的相对误差小于8%,且残余应力状态与模拟结果相符。     

长圆形孔及长圆弧形孔的尺寸标注

分别介绍了长圆形孔及长圆弧形孔的几种尺寸标注方法及其区别，指出了在尺寸标注中的标注原则。     

在深孔镗床上磨深孔

设计制造的可调外圆磨头装在深孔镗床上,磨削深孔镗加工过的内孔表面,可消除镗深孔后造成的表面波纹.     

介绍一种“孔锯”刀具

常觇的孔加工方法包括：孔径较小时可用钻、扩,铰;孔径较大时可用镗、磨等;追求效率时亦可用拉孔及一些持加工方法等。     

直孔与斜孔中心距的间接测量

在机械加工过程中 ,经常会遇到交叉孔中心距的测量问题 ,由于计量器具的限制往往无法采用直接测量的方法去实现。针对这个问题 ,我们采用间接测量的方法 ,收到了良好的效果。图１就是我厂加工的一种壳体零件的局部形状位置尺寸要求。以往在加工过程中 ,仅靠夹具上的钻模板控制直孔和直孔内的斜孔中心距尺寸。加工后也无检测手段 ,配套厂曾经多次提出质量问题 ,为此 ,我们采用了间接测量的方法 ,控制了直孔与斜孔的中心距尺寸 ,产品质量也得到了提高。１检测方法具体的检测方法见图２。在斜孔中内插一根直径合适的芯轴。为了使芯轴和斜孔的配…     

一对有孔距要求的异型孔加工

介绍了加工有孔距的两异型孔的工艺,通过冲压加工,圆满地解决了加工、装配过程中出现的种种问题,达到了使用要求.     

采用有支承校孔代替钻头扩孔加工平顶链铰卷

采用有支承校孔的无切削方法加工铰卷内孔,以达到既能提高产品抗拉强度,又能保证铰卷内孔孔尺寸精度和椭圆度要求,还能提高效率,降低生产成本的目的。     

直孔和锥孔滚压头的设计与应用

内孔滚压是直、锥孔的一种精密加工方法,本文通过对通孔滚压头、盲孔滚压头和锥孔滚压头结构的介绍,阐述了滚压加工的原理和方法;以油缸内孔滚压为实例,提出了几项工艺保证措施,详细介绍了如何保证内孔的加工精度.     

深孔位销孔精加工技术

长悬臂工具（长刀杆）加工孔是机械加工中的难题。位置特殊的深孔限制了长悬臂刀杆的结构并削弱了刀杆的刚度,加大了解决这类问题的难度。一般性解决办法是降低此类孔的精度,通过配相关件来保证配合精度,使其达到设计要求。本文设计出一种浮动刀具,通过设立浮动支撑效应,从根本上解决了由于长刀杆深孔加工时,由切削力的力臂增加所引起的孔尺寸超差问题。     

BTA深孔钻射流孔参数的优化与仿真

针对射流孔几何参数对BTA深孔钻喉部流场的影响,对射流孔直径、角度与射流孔距离喉部的位置进行有限元数值模拟,提出一种最优的新型喉部结构。在设置有限元模型的湍流强度和耗散率基础上,进行不同几何参数的深孔钻头喉部结构的排屑能力对比试验,测量冷却液系统的冷却液出口断面流出平均速度。试验结果表明:最优喉部结构为∅38mm BTA深孔钻头所组成的冷却系统,冷却液出口断面流出的平均速度提高9.6%,同时提高了冷却液系统整体的排屑能力。由相似定理得出,冷却液系统的排屑能力提高9.6%。     

深孔钻削夹具

对于新产品加工,经常会出现原有设备不能满足生产需求的情况,但是,购置新设备或刀具将导致加工成本迅速上升,造成原有设备闲置甚至改变车间工艺布局,而设计开发适用的工装可以拓展设备能力,解决生产需要。本文针对产品结构特点,开发了旋转式钻模夹具,通过快速定位和夹紧装置,实现了精确加工和快速装卸,在普通钻床上完成了深孔新产品加工任务,解决了加工精度低、加工效率低和加工成本高等问题,同时,为企业节省了生产费用。