面向7B04铝合金壁板的残余应力分析与变形控制

分析毛坯初始残余应力释放与再平衡的关系与模型,通过裂纹柔度法测量和推导7B04铝合金毛坯板材残余应力分布状态,基于其应力曲线分布特征,应用ABAQUS有限元仿真法预测壁板零件的加工变形趋势,结合试件实际工况下加工变形情况,验证毛坯残余应力对零件加工变形的影响,提出优化零件在毛坯中的位置或适当增加毛坯厚度的方式控制零件加...     

基于SIGINI子程序的零件残余应力变形数值模拟研究

为提高飞机性能,整体结构件成为飞机广泛采用的主要承力构件,而整体结构件毛坯由于残余应力的存在往往导致加工后出现较大变形影响零件精度。根据模锻毛坯件的残余应力测试试验数据,逆向构建了初始应力仿真模型,采用用户子程序SIGINI施加初始应力场,运用生死单元法对分层材料进行去除。结果表明,通过表层残余应力试验数据逆向构建初始残余应力分布场计算变形的可行性,同时可以直观分析生死单元法逐层杀死单元过程中,初始残余应力的释放过程,与零件加工后的变形测量结果对比,有较高的吻合性。     

冷热循环对铝合金锥形件淬火残余应力和加工变形的影响

为消除锥形件残余应力、提高工件尺寸精度,基于数值模拟和试验分析,研究冷热循环处理工艺对淬火残余应力、加工变形的影响.结果表明:冷热循环后工件残余应力分布趋势与T6态基本一致,呈"外压内拉"分布,但残余应力幅度大为降低;工件经T6处理加工后大端口部圆度变化量在0.06～0.10 mm,经冷热循环后工件尺寸稳定性提高,圆度变化量基本在0.04 mm以内.建立"应力、应变波动模型",分析残余应力、应变的微观热力行为及波动机制;建立冷热循环对残余应力、应变影响的表征模型,并结合TEM组织分析,指出冷热循环过程中组织结构不均匀热胀冷缩效应,引发不均匀微塑性变形,促使可动位错耗竭和固定位错缠结、增殖,从而释放内部残余应力、抑制加工变形,宏观表现为工件尺寸稳定性提高.     

初始残余应力对铝合金7475板件变形的解析法研究

针对航空铝合金7475典型件在加工中易引起弯曲变形,导致加工精度超差,成品率低下等问题,利用解析法和工程力学理论研究其初始残余应力在单面剥层和正反面剥层两种情况下每剥一层后残余应力的重新分布规律和对应的工件变形情况,利用实验进行验证此解析方法计算结果是正确的.通过解析值可知,单面剥层时,在剥层超过板厚一半多时工件向相反方向翘曲变形,而正反面剥层时始终沿一个方向弯曲,而且工件变形值比单面剥层时的变形值小.这种解析方法可以通过残余应力的变化规律及工件变形情况来有效地控制工件变形,同时适用于其他材料相关分析,是一个通用性强的方法.     

铝合金铣削残余应力的研究进展

随着航空航天和汽车工业的发展,铝合金因其优良的性能得到了广泛应用,但铝合金铣削时出现的加工变形问题日益突出。铣削过程中产生的残余应力是导致加工变形的主要原因,相较于传统试验方法,有限元模拟仿真研究残余应力具有省时省力、节约成本的优点,更能获知应力场、应变场、温度场等重要信息,因此采用有限元技术对切削加工进行数值仿真将是未来研究铝合金结构件变形问题的大趋势。本文阐述了近年来国内外有限元模拟铣削过程的研究进展,总结了不同条件下对铣削铝合金残余应力的分析及研究成果。     

残余应力引起的铣削变形有限元分析

应用弹性力学理论推导出了二维连续铣削过程中工件内应力再分布及其引起变形的计算递推公式.解决了有限元建模、初始应力加载、变形评估等仿真关键技术,建立了残余应力引起铣削变形的二维有限元仿真模型.最后对实例进行了仿真计算,分析了残余应力引起的加工变形规律,并用解析法对仿真结果的进行了验证.     

铝合金材料残余应力测试的钻孔法研究

用加载的方法对矩形空心截面的铝合金试件预制残余应力，然后用钻孔法测定残余应力的数值，并用弹塑性理论对试件的残余应力进行了理论计算。结果表明，用钻孔法测定铝合金材料残余应力的方法是可行的，其误差与弹塑性理论计算的残余应力相差１５％左右。     

残余应力对加工变形的影响规律

为了研究材料去除过程中残余应力所引起的加工变形,采用试验测量和有限元模拟方法对含有已知残余应力情况的矩形板加工的变形规律进行了研究.试验与仿真结果表明,实测变形规律与有限元解获得极好的吻合,从而为提出减小变形的技术措施奠定了基础.     

输电杆塔挂点焊接变形和残余应力仿真分析

降低输电杆塔挂点焊接的变形和残余应力有利于提高输电杆塔挂点低温服役寿命.采用ABAQUS建立输电杆塔挂点有限元模型,采用双椭球热源模型模拟焊接热输入,采用生死单元技术模拟焊接材料的增长过程,考虑材料随温度变化的物理性能参数、辐射散热及对流等因素的影响,对挂点焊接温度场、变形和残余应力场进行数值模拟,分析了不同焊接工艺方...     

焊接顺序对6061-T6铝合金矩形焊缝焊接残余应力及变形量的影响

以热弹塑性有限元法为基础,结合热-力耦合的算法建立有限元模型,采用Abaqus软件对薄壁6061-T6铝合金矩形型材进行焊接模拟;模拟了不同焊接顺序对铝合金型材残余应力及焊接变形量的影响,得到了最优的焊接顺序。结果表明:在矩形焊接时焊缝所在平面上产生的最大残余应力为拉应力;选择对称焊接工艺可以有效降低铝合金型材焊接后的残余应力,增强焊件的焊后稳定性;从较长的焊接路径开始焊接,能够减小焊接变形量。     

铝合金平板钨极氩弧焊数值模拟与残余应力预测

利用ABAQUS有限元软件对铝合金平板钨极氩弧焊(TIG)焊接过程进行了数值模拟.首先应用移动的椭圆高斯分布表面热源作为输入热源,对TIG焊过程中的焊件温度场及应力场进行了模拟计算.高度不均匀的焊接温度场,导致构件中产生较大的残余应力与变形.最后,对冷却后的平板残余应力进行了预测,并将有限元计算结果与残余应力的实测结果进行了对比,两者吻合很好.     

LY12铝合金薄板焊接残余应力测试分析

采用切条法和有限元计算,完成了对LY12铝合金薄板焊件焊接残余应力的测试和数值分析,测得的纵向焊接残余应力数值与有限元计算的结果吻合良好,研究结果表明,分析得到的残余应力分布,对LY12铝合金薄板在焊后服役过程中承受的应力状态分析提供了基础理论依据,有着实际的意义。     

航空铝合金7050-T7451毛坯初始残余应力测试

为提高裂纹柔度法测试铝合金预拉伸板材毛坯初始残余应力的测试效率和测试精度,从应变采集精度和柔度函数计算效率等方面展开研究,采用基于ABAQUS有限元软件Load Case功能对柔度函数的算法进行了优化。对铝合金预拉伸板7050-T7451的毛坯初始残余应力进行了测试,建立了裂纹柔度法残余应力高效、高精度测量的测试规程,给出了突发状况应对机制。结果表明:柔度函数的计算效率得到显著提升,获得了该板材轧制方向和横向方向的残余应力均呈明显"M型曲线"的分布规律。     

7075铝合金铣削残余应力及表面质量试验研究

采用直径1的4刃硬质合金立铣刀(4HCE040110S04)对7075铝合金进行单因素铣槽试验,研究已加工表面粗糙度、铣削表层残余应力以及槽底表面质量随切削参数的变化规律。通过试验得出以下结论:随着切削速度v的增大,槽底面粗糙度逐渐增大,已加工窄槽表层残余应力逐渐减小,毛刺与卷边增多;随着进给速度的增大,铣削的窄槽底面粗糙度逐渐增大,已加工窄槽表层残余应力逐渐增大,毛刺与卷边明显增多;随着切削深度的增大,铣削的窄槽底面表面粗糙度逐渐增大,已加工窄槽表层残余应力逐渐增大,毛刺与卷边增多;铣削的窄槽底面两走刀路径之间存在明显的隆起。     

6063铝合金在不同应力状态下的变形及损伤行为

用平板拉伸、缺口拉伸、剪切试验结合断口形貌观察及有限元模拟等方法,对6063铝合金在三种不同应力状态下的变形及损伤行为进行了研究.结果表明:在不同应力状态下该合金的变形及损伤行为存在明显的差异,剪切时材料的断裂应变远大于平板和缺口拉伸时的,而缺口拉伸时材料的屈服强度及峰值应力大于平板拉伸时的;平板拉伸时试样为拉剪混合型断裂,断口由一定比例的韧窝和剪切平面组成;缺口拉伸时试样有明显的颈缩,断口以韧窝为主;剪切断口以剪切平面为主;损伤行为的有限元模拟结果与试验结果吻合较好.     

6061铝合金焊接变形的数值分析

本课题是上海汽车工业基金汽车轻量化研究工作的一部分。汽车轻量化对于节省能源、保护环境、提高安全都有着重要的现实意义,而铝合金材料的应用则是解决该问题的有效途径之一。目前,国内在这一方面尚与先进国家存在较大差距,主要是由于铝合金结构在焊接工艺上存在较大问题。国内外相关文献主要集中在焊后组织及性能的模拟,本课题旨在对铝合金结构的焊接变形进行数值分析,为制定和优化焊接工艺提供必要的参考。     

铝合金7050-T7451直角切削表面的残余应力研究

采用单因素直角切削试验,对硬质合金刀具切削铝合金7050-T7451加工过程中形成的已加工表面残余应力进行了研究。使用X射线衍射应力测试技术对残余应力进行测量,得到了不同切削参数对应的残余应力值。通过考虑刃口半径的存在,阐述了已加工表面残余拉应力和压应力的产生机理,同时分析了切削速度、切削深度等参数对残余应力值的影响规律。     

铝合金件锻压加热方法的改进

对于加热温度要求较严的铝及其合金的锻压件，采用箱式电炉加热坯料，容易出现产品过烧、加热不匀等问题，造成产品报废。而改用传送带式回火炉加热坯料的方法，既能确保坯料加热温度的均匀准确，又能实现其加热时间的完全一致，从而可以显著提高这些锻压件的产品质量，减少废品损失。     

刀具齿数对7050铝合金薄壁筋铣削残余应力的影响

在相同刃口参数和切削参数条件下,采用整体硬质合金螺旋立铣刀进行7050铝合金薄壁筋高速铣削试验,并通过X射线衍射法测量在不同刀具齿数和刃口跳动下的表面残余应力。结果表明:两齿刀具切削产生拉应力,三齿刀具切削产生压应力;刃口跳动量小的刀具所产生切削残余应力值波动小;提高切削线速度将增大应力值并使其向拉应力方向偏移。