超声振动加工7075-T6铝合金应力场数值模拟

由于铝合金属于难加工材料,采用普通机械加工难以达到预期效果。采用超声振动加工方法车削7075-T6铝合金试件应力场的变化。仿真结果表明:在Y方向,超声振动频率在10k Hz时,振幅12μm切削区域等效应力最大,振幅10μm等效应力次之,振幅8μm等效应力最小。而频率为40k Hz时等效应力正好相反。随着振动频率增加,切削力先减小后增大;在X方向,当振幅分别为10μm、12μm时,随振动频率升高,试件加工区应力先减小后增大,而振幅为8μm时,应力逐渐增大。当频率超过40k Hz后,其工件表面的应力场不受振幅影响且均呈下降趋势。超声振动频率控制在20-40k Hz范围内,振幅对切削力影响最小。随着振幅的增加,切削力先减小后增加。超声振动加工方法能有效地改善铝合金加工性能。     

7075-T6铝合金搅拌摩擦焊组织及性能分析

选用旋转速度400～500 rpm、焊接速度100～140 mm/min的工艺参数对厚度16 mm的7075-T6铝合金板进行搅拌摩擦焊接,分析并讨论焊接接头的显微组织及力学性能.结果表明,7075-T6搅拌摩擦焊焊接接头由焊核区、轴肩影响区、热机影响区和热影响区组成.焊核区及轴肩影响区为细小的再结晶等轴晶组织;热机影...     

7075铝合金扁锭裂纹产生原因的分析与预防

介绍了7075铝合金扁锭裂纹的类型和性质,并从化学成分及其杂质含量、熔体质量、铸造条件、铸造设备等方面提出了防止裂纹的措施。     

考虑平均应力影响的7075-T651铝合金疲劳性能研究

研究了平均应力效应对7075-T651铝合金疲劳性能的影响,选取了R=0.5、0.3、0.1和-0.1四组应力比进行疲劳试验。结果表明,同一应力比下,随着峰值应力水平的增加,疲劳寿命逐渐降低;而同一峰值应力水平下,随着应力比的提高,疲劳寿命则呈现出逐渐升高的趋势。同时,使用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy, SEM)观察疲劳断口形貌发现,在峰值应力相同的情况下,裂纹萌生及扩展区的扇形面积随平均应力的增大而增大。最后,基于7075-T651铝合金疲劳实验结果,提出了一种考虑S-N-R的改进型预测模型,结果对比显示相较于其他模型,此模型在一定程度上对7075-T651铝合金具有更好的疲劳寿命预测效果。     

7075航空铝合金原位腐蚀-多轴疲劳行为分析

针对沿海地区飞机服役过程中的疲劳失效问题,利用自行开发的腐蚀装置对7075铝合金进行未腐蚀和3.5%NaCl盐雾原位腐蚀条件下,等效应力分别为200 MPa、250 MPa和300 MPa时的多轴疲劳试验。结合循环曲线和断口形貌对未腐蚀和原位腐蚀条件下的多轴疲劳失效机理进行对比分析,并提出改进的Manson-Coffin-Basquin（MCB）准则进行寿命预测。结果表明,随着等效应力的增大,7075铝合金未腐蚀和原位腐蚀条件下多轴疲劳寿命均下降;等效应力相同时,相对于未腐蚀试样,原位腐蚀试样的多轴疲劳寿命显著缩短,轴向和扭向滞回线的面积均不同程度增大;200 MPa等效应力条件下,试样多轴疲劳寿命在未腐蚀条件下为99 675周次,原位腐蚀条件下下降至55 284周次;未腐蚀和原位腐蚀条件下,裂纹源均出现在外表面,原位腐蚀试样扩展区有盐粒出现;修正的MCB准则引入加载条件和环境因素,得到了良好的预测效果,寿命预测值均位于两倍分散带内。     

高强铝合金轮辋失效分析

分析了重型车辆用高强度铝合金轮辋在实际使用过程中裂纹发生和发展的机理。采用拉伸试验机、金相显微镜、扫描电镜、能谱仪等手段详细表征了服役铝合金轮辋的力学性能、断口形貌、裂纹特征和腐蚀产物。分析结果表明,裂纹的形态呈之字形扩展,并且沿晶界断裂;裂纹起裂区和扩展区都存在腐蚀性元素S和Cl,具备典型的应力腐蚀特征。根据服役轮辋实际的装配和使用条件看,在腐蚀性介质条件下,铝合金轮辋与其配合的钢质锁圈存在电位差,接触产生电偶腐蚀。7A04铝合金经T6热处理后,在腐蚀环境中,其晶界存在的η相、S相和θ相等第二相相对于7A04基体晶粒本身为阳极而优先溶解,使得晶界成为活性路径,裂纹沿着这条活性路径扩展导致断裂。     

加载频率对航空铝合金腐蚀疲劳裂纹扩展速率的影响

提出腐蚀疲劳频率影响因子概念,建立了考虑加载频率影响的LC9铝合金腐蚀疲劳裂纹扩展速率模型,并进行了试验验证。结果表明:腐蚀疲劳频率影响因子随加载频率的变化可以用指数形式表达,能够反映出加载频率对于腐蚀疲劳裂纹扩展的影响;腐蚀损伤会显著降低裂纹扩展门槛值;基于该模型得到处于稳态扩展区的腐蚀疲劳裂纹扩展速率的预测值与试验结果吻合程度良好,对于航空铝合金构件腐蚀疲劳寿命评估具有参考价值。     

7075铝合金缸体的失效分析

对在工作中发生断裂的7075铝合金缸体进行了化学成分分析、室温拉伸试验和断口形貌分析,以找到其失效的原因,给出相应的改进措施。结果表明:镁元素含量低于标准导致合金力学性能降低是该铝合金缸体失效的主要原因;阳极氧化膜上的微孔在循环应力作用下沿着机加工痕迹扩展形成疲劳源;随着应力循环的加剧,裂纹快速扩展,最终使缸体发生疲劳断裂。     

7075-T6铝合金超声振动加工的试验研究

针对铝合金零部件表面强化处理与控制变形问题,通过试验,对比普通车削加工与超声振动加工7075-T6铝合金对表面硬度与切削力的影响。试验结果表明:随着主轴转速加快,工件表面硬度提高,并在达到峰值后趋于平缓;随着超声振幅的增大,切削力减小。     

7075铝合金选区激光熔化研究现状

现今航空航天等领域对复杂精密零件的需求逐步增加,传统的加工方式已无法满足这一趋势。选区激光熔化(Selective Laser Melting, SLM)基于逐层叠加的原理可一次性成型复杂件,因此对于这类零件具有广泛的应用前景。7075铝合金是航空航天领域常用的一种高强铝合金,由于高强铝合金热导率高,对激光反射率大,易氧化,有很强的热裂倾向等特点,导致SLM成型7075铝合金难度大。然而市场对其越来越大的需求,近几年发展迅速。主要从工艺优化和添加形核成分方面总结了近几年国内外7075铝合金选区激光熔化的研究现状,并阐述了存在的问题和发展趋势。     

微细铣削7075铝合金的切削力研究

为研究切削用量对微细铣削7075铝合金切削力的影响,采用正交试验法进行微细铣削7075铝合金的切削仿真研究,得到多组不同的切削力。对微细铣削仿真结果进行极差分析,得到切削用量对切削力影响程度的主次顺序及最优切削方案。通过微细铣削7075铝合金的切削试验,将仿真和试验结果作对比分析,验证了微细铣削仿真模型的准确性及合理性。在此加工仿真模型基础上,进一步采用单因素试验法进行了微细铣削仿真,分析了微细铣削7075铝合金时不同切削用量对切削力的影响规律。研究结果表明：切削用量影响微细铣削7075铝合金切削力的主次顺序从大到小依次为背吃刀量、切削速度和每齿进给量;背吃刀量与切削力成正比,切削速度则与之成反比。     

应力腐蚀及腐蚀开裂

本文介绍了在IPVRC－8次会议上发表的四篇有关应力腐蚀开裂方面的文章，其中两篇介绍的是埋藏在地下的管线，裂纹扩展速率的研究，一篇介绍了一种特殊的应力腐蚀，另一篇介绍了芬兰对贮氨容器的监测状况。     

不同粉尘颗粒对7N01-T6铝合金疲劳裂纹扩展行为的影响机理

采用疲劳裂纹扩展试验、扫描电镜准原位观察等方法,研究了不同粉尘(扬尘和煤尘)颗粒对7N01-T6铝合金疲劳裂纹扩展行为的影响机理。结果表明：在应力比0.1、应力强度因子范围小于18 MPa·m^1/2的裂纹扩展阶段,扬尘和煤尘颗粒环境下铝合金的疲劳裂纹扩展速率明显低于空气环境下,且煤尘颗粒环境下的裂纹扩展速率最低,这是由于煤尘颗粒的尺寸明显大于扬尘颗粒,加剧裂纹闭合效应所致;随着应力比增至0.5后,粉尘颗粒环境下的疲劳裂纹扩展速率与空气环境下的差异减小,这与裂纹闭合效应随应力比增加而弱化有关;粉尘颗粒增加了裂纹闭合间隙,促进裂纹闭合效应,同时导致裂纹尖端产生大量的滑移带以及微裂纹,极大消耗扩展能量,从而降低裂纹扩展速率。     

基于DEFORM的7075铝合金切削过程仿真研究

以7075铝合金为例,利用DEFORM仿真软件中的车削模块,建立铝合金切削有限元模型,对仿真结果进行分析,得到切削过程中切削力变化、工件应力及刀具表面切削温度分布等相关试验数据。通过切削力的测量试验验证仿真结果的有效性,结果表明仿真值与测量值的变化趋势一致,证明了仿真后处理结果的有效性。在此基础上研究刀具几何形状对切削过程的影响,该方法为生产实践中确定切削7075铝合金的刀具几何形状提供了新途径。     

MQL高速车削7075铝合金的试验研究

7075铝合金表面大多采用MQL切削加工方式。为寻求与7075铝合金相匹配的MQL用可降解植物油,结合实际情况系统地开展了蓖麻油和玉米油高速车削7075铝合金的试验研究。测试蓖麻油和玉米油对7075铝合金的浸润,得到平衡时间和润湿角。对此进行单因素切削试验设计,比较分析了蓖麻油和玉米油微量润滑条件下的切削力、切削温度和表面粗糙度。结果表明,采用蓖麻油的加工效果优于玉米油。     

7075T651铝合金板材内部初始残余应力分布研究

针对材料内部残余应力分布的传统剥层测量方法,对底部贴片的剥层法进行改进,通过测量底部释放的应变,结合有限元方法模拟残余应力释放过程中得到的各剥除层的应变释放系数,计算出了剥除层释放的残余应力。运用弹性力学理论推导得到了材料内部初始残余应力的修正公式。随后基于两种方法对典型7075T651航空铝合金预拉伸板的内部残余应力进行了测量,并对测量结果进行了分析和比较。结果表明,改进法能够有效评估材料内部初始残余应力分布规律,但是在个别深度处测量精度有待进一步提高。     

刀具材料及角度对7075-T6铝合金切削力的影响仿真

为了提高7075-T6铝合金的切削效率,采用单因素试验法基于ABAQUS软件分析不同刀具材料及刀具几何参数对切削力的影响。试验结果表明：使用YG8刀具切削加工7075-T6铝合金时受到的切削力最小;随着刀具前角的不断增大,切削力显著降低;随着刀具后角的不断增大,水平切削力的下降相对较缓,但垂直切削力显著降低。