金属激光增材制造层间偏移量对熔池温度的影响

金属激光增材制造过程中熔池温度变化对加工质量具有重要影响,为研究Hastelloy C-276合金球形粉末激光增材制造层间偏移量对熔池温度的影响情况,搭建了熔池温度实时监测系统。采用非接触式红外测温手段测量了不同层间偏移量薄壁件加工过程中熔池温度变化情况。结果表明,不同层间偏移量倾斜薄壁加工过程中熔池温度变化有相似规律,即开始时温度急剧增大,后继续增大至峰值点,进而缓慢减小,最后基板温度累积效应和环境的影响达到平衡,倾斜薄壁熔池温度趋于稳定。另外,熔池截面面积随着层间偏移量的增大而增大,熔池捕获金属粉末的能力随之增强,受此影响,熔池平均温度与层间偏移量呈负相关关系。     

复合材料两钉斜削搭接接头钉载分配与连接强度研究

针对复合材料层合板与斜削金属材料板双搭两钉连接接头,基于有限元分析软件ANSYS技术平台,对7种不同几何参数的连接接头钉载比例进行计算分析,探讨螺栓直径配置及金属板厚度对钉载分配的影响。结果表明,降低靠近层合板加载端螺栓直径有助于改善钉载分配,而提高或降低远离加载端的螺栓直径均无益改善钉载分配,降低接头金属连接板非斜削端厚度有助于优化钉载分配;另对上述接头中等直径螺栓连接的斜削形式和等厚度搭接形式接头进行的损伤累积仿真模拟及静拉伸极限强度计算表明,斜削搭接形式下层合板各角度铺层初始损伤载荷及接头整体最终失效载荷值均高于等厚度搭接,且计算发现,在极限载荷水平下,斜削接头持续保持较等厚度搭接接头钉载分配方面的优势,得出其连接强度的提高与它载荷分配优势从加载初持续到最终失效是分不开的结论。     

SMA智能复合材料连接接头钉载自适应分配研究

利用形状记忆合金丝 (SMA)的热 -力耦合特性 ,将 SMA丝埋入复合材料多钉接头钉孔周围 ,通过控制电流 ,加热 SMA丝使之产生回复力 ,从而改变被连接件的钉载分配比例。经过对算例的计算分析 ,证明本文所提方法对改善钉载均匀化程度有显著效果。     

腹板-翼缘搭接连接结构钉载分配特性研究

以腹板-翼缘搭接连接结构为研究对象,分析了四点弯曲、三点弯曲两种简支形式的钉载分配特性以及不同简支形式对钉传载荷的影响。利用应变电测法测量了平板及上翼缘螺栓连接区的应力分布;采用ABAQUS软件建立了三维有限元实体模型,对螺栓群的钉载分配行为进行了仿真分析。结果表明,四点弯曲试件的钉载分配特性与三点弯曲的钉载分配特性相比存在明显差异:对于四点弯曲试件,平板以及上翼缘处螺栓群的钉载几乎是对称分布的;而对于三点弯曲试件,结构的不对称造成了钉载分布的不对称。此外,无论四点弯曲试件还是三点弯曲试件,对于平板上单侧的螺栓群,钉载分配均呈两边高、中间低的“浴盆状”分布;对于上翼缘连接区的螺栓群,越靠近两工字梁对接面,钉传载荷越小,反之亦然。     

多个铆钉连接时钉载分配的有限元方法研究

铆钉的建模方法是多钉连接钉载分配有限元分析结果准确与否的关键和根本。为准确反映连接部位钉孔的受力情况,提出了梁元和MPC单元相结合的方法来模拟多个铆钉连接问题。在ANSYS有限元分析软件平台中,分别利用梁元、梁元和MPC单元相结合的方法建立搭接单剪拉伸试件的有限元模型,对比分析了这2种方法在不同铆钉个数下的钉载分配计算结果,得出了梁元和MPC单元相结合模拟铆钉比仅梁元更准确有效的结论,同时该方法还可以直观地观察到连接部位铆钉孔边的挤压应力值及分布规律。这些结论为钉载分配、铆钉连接强度计算及铆接修理方案优化设计的进一步研究提供了理论参考。     

温度对机械密封金属波纹管力学性能的影响

为了研究温度对机械密封金属波纹管力学性能的影响,建立高温泵用机械密封焊接金属波纹管计算模型,利用ANSYS软件计算波片的温度场,并通过间接耦合法计算不同介质温度下的热应力与热应变场,得到温度对波纹管力学性能的影响规律.计算结果表明:在高温工况下波纹管波片内产生了较大的热应力和热应变,增大了波纹管断裂、失弹等形式的失效的危险,在设计和使用过程中必须对此引起足够重视;在高温工况下波纹管波片等效热应力、热应变的最大值均出现在波片波谷处.     

层合板多螺钉单剪连接钉载分配的试验研究

钉载分配是预测复材多钉连接强度和整体结构失效的关键,采用应变片测量间接获得了三钉单剪连接钉载分配比例,测量了单钉单剪连接的载荷-位移曲线和极限摩擦力,分析了钉载分配的影响因素。研究结果表明:相同条件下,首、尾钉载比例接近相同,约为36%,两者偏差<1%;钉-孔间隙影响最明显,拧紧力矩影响较大,夹紧面积影响较小。     

温度变化对成对角接触球轴承定位预载的影响

在采用成对角接触球轴承的支承结构中,预载荷的大小直接影响轴系的轴向刚度、摩擦力矩等主要性能,通过详细计算不同环境温度下预载荷的大小,从而能够选择合适的轴承与轴、轴承座的配合间隙和允许的环境温度变化范围,使得成对轴承的摩擦力矩在允许的范围内.     

基于混合材料模型的颗粒增强钛基复材高速磨削温度研究

针对颗粒增强钛基复合材料（Particulate reinforced titanium matrix composites,PTMCs）高速磨削加工,建立一种三维混合材料磨削温度场有限元仿真计算模型,既考虑了Ti-6Al-4V基体材料特性,又包含了材料内部的TiC增强颗粒,由此分析了高速磨削过程中温度场特征及其演变规律。结果表明：基于三维混合材料模型的PTMCs磨削温度预测值与试验值相差小（为8%以下）,而基于普通均质材料模型的磨削温度预测值与试验值相差大（为16%以上）。PTMCs工件表面磨削温度随着磨削用量的增加逐渐上升。当砂轮线速度为120 m/s、工件进给速度为6 m/min时,磨削深度从20 μm增加到100 μm,PTMCs工件表面磨削温度从346℃增加到987℃,温度梯度值从1 070~624℃/mm增加到1 570~1 310℃/mm。磨削温度及其分布梯度对PTMCs亚表层显微组织变化层深度存在显著影响,磨削深度从40 μm上升到80 μm,显微组织变化层深度从22 μm增大到40 μm;当磨削深度进一步从80 μm增加到100 μm时,显微组织变化层深度增加到53 μm。     

复合材料多钉连接结构自动建模与钉载分析技术研究

采用壳单元模拟相连接的板,梁单元模拟螺栓,并用PATRAN中的Gap单元与MPC多点约束实现板与螺栓的接触与相互约束,较好地模拟了复合材料多钉搭接板结构在外载荷作用下的翘曲变形。经验证,该模型能较精确地预测单搭接和双搭接结构的钉载分配比例。基于此二维模型,针对多钉连接结构的几何特点,建立起一套具有共性的网格划分策略。编写基于PCL语言的参数化建模程序,读取数据库文件中的参数数值,可自动、快速地建立该类型结构的有限元模型,实现钉载计算的快速有效分析。     

石墨烯作为金属切削液添剂对切削温度的影响

金属切削液具有润滑、冷却、清洗、防锈等作用,而传统的油基切削液虽然润滑性能良好,但其较差的冷却性能越来越难以满足高速切削的加工要求.而以石墨烯为代表的二维材料具有优异的润滑性能、导热性能、力学性能,将其作为水基切削液润滑介质的研究和应用具有广阔的前景.因此利用液相超声辅助的方法制备了一系列石墨烯质量分数不同的水基金属切...     

液体垫片对复材-铝单搭接接头拉伸性能的影响

由于复合材料受本身性质以及成型工艺方法复杂性的限制,其构件的制造精度偏低,与铝合金构件装配时配合面间会产生装配间隙,而液体垫片可以很好地起到补偿效果。以复合材料-铝合金单搭接接头为研究对象,利用3D-DIC技术测量接头拉伸的实验过程,通过有限元分析与实验对比来研究强迫装配与液体垫片补偿对复合材料-铝合金单搭接接头拉伸刚度与峰值载荷的影响。研究表明:强迫装配时,接头拉伸载荷与刚度随着间隙的增大均减小;液体垫片补偿后,随着垫片厚度的增加,接头峰值载荷增大,拉伸刚度减小,但是与强迫装配时比较都增大。     

校验对中温固化楔形蜂窝夹芯结构复材制件的影响

针对夹芯结构复材制件采用热压罐进罐加压、加温校验过程中表面出现的蜂窝芯开裂、收缩变形等缺陷问题,分析校验过程中不同固化压力对蜂窝芯的变形影响,研究了校验时校验材料铺放的改进方案和固化压力的改进方案,并最终确定进罐校验的固化参数和校验过程的组装方法。为减少分步胶接成型的夹芯结构复材制件多次进罐给蜂窝芯带来的损伤,提出了一种新的常温校验方法,分析在净化间环境下采用预抽方式,通过试验验证考察了不同预抽时间对校验膜的影响。结果得出该常温校验方法有效、校验压痕均匀、清晰可见,可用于楔形结构蜂窝夹芯复材制件分步胶接成型前的校验。     

温度对半地下立式金属油罐变形的影响

金属油罐具有热胀冷缩的特性,在标准温度下测得的容积在其他温度下会发生变化,为得到该温度下的容积,需要对金属油罐的内壁变形规律进行研究。基于ansys建立了半地下立式金属油罐的有限元模型,并作了温差载荷下半地下立式金属油罐的静力学分析,为进一步的容积变化计算提供了条件。     

薄壁复材零件的啄插式加工

环氧玻璃布层压棒是一种非金属复合材料,在铣削加工时其切屑为粉末状,切削过程中切削温度较高,并且环氧玻璃布棒是不良导热体,导热系数小,在加工过程中,排屑很困难,零件易发生开裂,导电性能极差无法进行电加工.以环氧玻璃布棒为材料的薄壁零件为例,由于其无法进行电加工,由机械加工完成清角工作,现通过改进原有的加工工艺,大幅度提高了产品合格率.     

碳纤维复材制孔及修边技术的研究与应用

复合材料的兴起丰富了现代材料家族,尤其是具备高强度、高模量、低比重的碳纤维增强复合材料的出现,使其成为各类军、民装备重要的候选材料之一。陕飞公司立足于自身的型号研制需要,开展了碳纤维增强复合材料的手工制孔与修边技术的工艺预研工作。详细阐述了陕飞公司开展此项技术预研工艺试验,以及通过工艺试验摸索取得的碳纤维复合材料制孔与修边技术的工程化研究与应用成果。     

不同基板预热温度对激光金属沉积成形过程热应力影响的研究

研究不同基板预热温度对激光金属沉积成形过程热应力的影响,对于降低成形过程的热应力,抑制成形过程裂缝的产生,减小成形过程试样和基板的翘曲变形具有非常重要的意义.根据有限元分析中的"单元生死"技术,编程建立了基板预热对激光金属沉积成形过程热应力影响的三维多道多层数值模拟模型,详细分析了基板未预热和分别预热到200℃、300℃、400℃、500℃ 、600℃时对沉积成形过程Von Mise'S热应力、X方向、Y方向以及Z方向热应力的影响.在与模拟过程相同的参数下,利用镍基合金粉末分别在基板未预热和分别预热到300℃ 、400 ℃、500℃、600℃ 时进行了成形试验,试验的结果跟数值模拟结果吻合较好.     

CMT增材制造层间温度影响规律试验研究

利用基于CMT焊接技术的增材制造系统,研究层间冷却温度对多层单道增材制造件的宏观结构、金相组织、力学性能的影响。结果表明,一定参数范围内,当送丝速度、熔覆速度、电流电压一定时,层间温度越高,熔覆层塌陷越严重,影响增材构件的成型。由于前熔覆层的预热作用,晶间铁素体生长时间更充分,变得更加粗大,使得构件的拉伸强度下降,且拉伸试样断裂类型为韧性断裂。试验研究表明,层间温度≤150℃时,可以得到晶粒较细、性能较好的构件。     

金属条材直线度在线测量的新方法

提出了一种测量金属条材直线度的新方法—新组合法.该方法将频域两组两点法与逐次两点相结合,在实现工件直线度无理论误差重构的同时,解决了传统频域法重构短工件时横向分辨率低的问题,能够高精度地测量金属条材的直线度.首先,将所有的采样点通过新组合法分为若干组;其次使用频域两组两点法将其重构为相同数量且横向分辨率较低的曲线,应用...