RTM成型复合材料T型接头工艺参数优化与力学性能实验研究

对树脂传递模塑(RTM)成型的复合材料T型接头进行了工艺参数优化、制备及力学性能实验研究。应用流动模拟软件,对RTM成型的复合材料T型接头进行了基体流动数值模拟,确定模具最佳注射方式和出胶口位置,并优化了影响树脂充模时间的工艺参数,显著提高了RTM接头的工艺性能。根据优化工艺参数结果,制备了RTM成型的复合材料T型接头试样,并进行了拉伸和压缩试验,分析了其破坏机制。根据拉伸和压缩试验现象和结果,发现RTM成型的复合材料T型接头拉伸破坏模式主要为富树脂三角区的树脂与纤维布界面分层,其拉伸破坏主要取决于树脂基体抗剥离分层的拉伸强度;压缩破坏模式为底板中央部位的弯曲分层与折断,其压缩破坏由接头底板中的纤维布抗拉强度决定;T型接头的压缩破坏强度高于拉伸破坏强度。     

波形钢腹板梁T形接头焊接温度场分析

为研究波形钢腹板梁T形接头焊接温度场的分布情况,基于热弹-塑性理论和有限元理论,利用Simufact Welding软件,采用双椭球热源模型并配置相关参数,对其T形接头用CO2气体保护电弧焊在环境温度为20 ℃的温度场进行仿真分析和试验验证。分析不同环境温度对金属熔池冷却速率的影响程度。结果表明,数值模拟所选用的热源类型及相关参数合理,焊接热输入充足,焊接熔深适中,底板和腹板连接良好;模拟所得焊件热影响区分布为不规则封闭椭圆形,表现出一定的温度梯度,与试验所得吻合良好;焊接模拟过程中,焊缝处温度达到材料熔点1 500 ℃,所呈现的等温线在热源前方密集,后方稀疏且具有一定的梯度,与实际焊接过程热传递类似;焊后冷却过程中,焊缝及附近温度迅速下降,温度梯度迅速降低,温度场辐射范围不断增大;金属熔池的冷却速率与环境温度呈反比关系。为同类桥梁焊接温度场分析提供参考。     

静轴肩FSW铝合金6061-T4板的T形接头组织特征及动静载特性研究

利用自主开发的静止轴肩焊接工具及工装,在不同的焊接参数下均获得到了外观成形良好、无焊接缺陷的T形接头,并对接头内部成形、显微组织、硬度、静载强度和疲劳性能及疲劳失效机制进行了研究。研究结果表明铝合金静止轴肩搅拌摩擦焊T性接头内部质量良好,无缺陷,接头表面存在表面超细晶区,且焊核区内部由于流动状态不同导致组织及硬度存在一定差异,T形接头底板及筋板硬度较母材有不同程度的降低,底板和筋板拉伸试验均断裂于接头热影响区,在优化的参数下底板和筋板方向的接头系数均高于0.7,在2×10⁶疲劳寿命下的特征疲劳强度可达101.0 MPa,远高于IIW建议的设计准则。焊接速度对接头疲劳性能及疲劳失效机制影响较大,疲劳裂纹萌生于T形接头底板和筋板过渡处,低焊速时断裂机制为穿晶断裂,高焊速时由于晶界稳定性差,断口呈现穿晶断裂和晶间断裂的混合形貌。完成了铝合金T形接头的无缺陷焊接及组织性能研究,为铝合金静止轴肩搅拌摩擦焊T形接头在新型轻量化航天器密封舱结构中的应用提供了技术支撑。     

焊后退火对转向架SMA490BW/Q345E异种钢T型接头组织和性能的影响

采用二氧化碳气体保护焊进行对接焊得到SMA490BW/Q345E异种钢T型接头,并进行590℃×3 h退火,对比研究了退火前后的组织、硬度和耐腐蚀性能.结果表明:退火前后接头均存在明显的熔合线,焊缝组织均由先共析条状铁素体、珠光体和粒状贝氏体组成;退火前,从表面向内部,焊缝组织由粗大柱状晶转变为交替出现的柱状晶和等轴晶...     

Z-pin/缝合对复合材料T型接头剪切承载能力的影响

利用三维有限元模型对Z-pin/缝合增强试验件进行有限元分析,采用内聚力模型模拟界面的破坏情况,通过在分层的上下界面加入非线性弹簧元来模拟Z-pin/缝合的增强机制,非线性弹簧元的力学性能（桥联律）由细观力学方法获得。通过与试验结果的对比发现,由于未进行界面增强的T型结构的剪切承载能力已较高,Z-pin/缝合增强较难提高T型接头的剪切承载能力。从少数几种可提高T型接头的剪切承载能力的增强方案中可看到,应选择拉伸强度较高而拉伸模量较低的缝线来进行T型接头剪切界面增强设计。     

焊后涂装工艺对6063-T6铝合金MIG焊T型接头组织和性能的影响

采用金属熔化极惰性气体保护(MIG)焊制备6063-T6铝合金T型接头,之后对T型接头进行涂装,研究了焊后涂装工艺对接头组织与性能的影响。结果表明:涂装工艺对接头各区域晶粒形态和尺寸没有影响,涂装后热影响区中针状β″相析出量明显增加;焊后涂装可以显著提高接头的力学性能,抗拉强度较涂装前的提高了13%,热影响区的显微硬度较涂装前的提高了18.8%;涂装完成前,接头最薄弱区域为热影响区,而涂装完成后,最薄弱区域为焊缝处;涂装后镁、硅原子在热影响区富集形成溶质原子富集区(GP区),同时针状β″相析出量的增加干扰位错运动,导致热影响区的硬度大幅提高,而使焊缝处成为接头的最薄弱区域。     

T型铝管接头感应钎焊方法研究

应用不锈钢棒及测温液研究了发卡式感应线圈加热效率的空间分布情况;研究了T型铝管接头铝管在两种发卡式感应线圈中的感应钎焊时间及焊接质量,得到了T型铝管接头在感应钎焊线圈中的最佳钎焊位置,为实现T型铝管接头感应钎焊的自动化打下基础。     

5A90铝锂合金T形接头激光填丝焊接头组织性能分析

对2.5 mm厚5A90铝锂合金T形接头激光焊和激光填丝焊接头组织与性能进行了研究.结果表明,与不填丝相比,焊接过程中填充焊丝有效减少角焊缝咬边、下塌等缺陷,明显改善焊缝表面成形,同时增大了接头熔化区面积,提高了激光的吸收率;填丝还使得T形接头两侧角焊缝组织大小趋于相同,但组织相对粗大;接头抗拉强度接近提高20%,拉伸断口呈韧性断裂.     

基于光纤光栅的T形节点结构损伤识别

T形加强筋是船体主要强度件,介绍了T形节点结构在船体结构稳定性上的关键作用;分析了光纤光栅传感器的独特优点,推导了光纤光栅应变传感原理;根据T形节点结构特点,搭建了一套基于光纤光栅应变传感网络的结构损伤识别系统;构建了T形节点结构的两种不同损伤状态,运用不同载荷作用下结构应变值变化趋势直接判断了损伤存在性和损伤位置;对传感网络的应变值进行归一化处理,结合支持向量机算法识别了T形节点结构的损伤程度,其最大识别偏差为3.43%;实验结果表明光纤光栅传感网络在大型复杂结构健康监测中具有广泛的应用前景。     

Z-pin参数对复合材料T型接头拉脱承载能力的影响

利用二维平面应变模型对Z-pin增强T型接头试样进行失效分析,采用内聚力模型模拟界面的破坏情况,通过在分层的上下界面加入非线性弹簧元模拟Z-pin的增强作用,非线性弹簧元的力学性能(桥联律)由细观力学方法获得,数值结果与试验值吻合较好。在已验证有限元方法的基础上,研究了Z-pin直径、密度及植入角度等对T型接头拉脱承载能力的影响。结果表明:Z-pin增强可显著提高T型接头的拉脱承载能力,与未Z-pin增强的T型接头相比,Z-pin增强明显延缓了掉载;T型接头的拉脱承载能力随Z-pin直径和密度的增加而增大,随植入角度的增大而减小;在所研究的角度范围内,当植入角度为60°时,T型接头的拉脱承载能力最好;Z-pin直径和密度对拉脱承载能力的影响远比植入角度的影响显著。