超声冲击强化对铝合金搅拌摩擦焊缝疲劳性能的影响

来源 :沈阳航空航天大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:vovo10
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
搅拌摩擦焊(FSW)解决了铝合金传统的焊接工艺容易出现气孔、夹渣,并且焊接完的残余应力较大,焊缝强度较低这些缺点。在实际工程应用中,焊接结构在焊缝处的疲劳断裂往往会导致严重的后果,而疲劳断裂通常从表面开始,因此提高材料表层的性能显得尤为重要。超声冲击表面强化能使材料的表面获得良好的性能,进而提升整体力学性能,具有广泛的应用前景。本文对铝合金2024-T4 FSW的表面进行超声冲击处理。研究分析了超声冲击表面处理对试样表层的残余应力、微观组织和显微硬度的影响。试验表明,与未处理的试样相比,超声冲击处理的试样表面会引入平均值可达263 Mpa的残余压应力;超声冲击处理的试样表层会有一层塑性变形层,深度可达50-70μm,同时使表面硬度由175 HV提升到235 HV;在室温空气条件下进行疲劳试验,对所得数据进行分析并拟合出S-N曲线,结果表明经过超声冲击处理的试样寿命是未处理的试样寿命的1.72-2倍。通过浸泡试验测得在3.5%Na Cl溶液中超声冲击处理与未处理试样的腐蚀速率,并且测出动电位极化曲线。结果表明,超声冲击处理的试样表现出了更低的腐蚀速率,呈现出均匀腐蚀的状态,且质量损失率明显小于未处理的试样,通过观察微观组织对腐蚀机理进行研究。分别对室温空气下和3.5%Na Cl溶液中对超声冲击处理与未处理的试样进行了中值寿命区域的疲劳寿命测试,在空气中的超声冲击处理的试样平均寿命是未处理试样平均寿命的1.74倍,在3.5%Na Cl溶液中中超声冲击的试样平均寿命是未处理试样平均寿命的2倍。通过使用扫描电子显微镜观察断口,对超声冲击表面强化的提升机理做进一步分析。
其他文献
随着无人机技术的进一步发展,多无人机编队飞行的研究也受到了越来越多的关注。无人机相互配合组成编队群,可以充分发挥单个无人机所不具备的优势,更能胜任复杂、多任务场景下的工作。对无人机集群编队控制方法进行分类,分为传统控制法、群体智能算法、深度强化学习算法;对各类方法进行分析,着重归纳讨论了领导者-跟随者方法、人工势场法、运动学控制方法、蚁群优化算法、粒子群优化算法、人工蜂群算法、深度Q网络算法、深度
期刊
随着机器人技术与智能控制技术的飞速发展,当前粮食储备库已经逐步开始引进多功能平仓车来代替人工平整粮面。为了适应粮食的松散性及流动性,平仓车行走机构的设计采用履带结构来代替传统的轮胎结构,实现车体行驶及推粮功能,这样既可以增加平仓车的接地面积,降低了接地比压,改善平仓车的通过性,还可以增大平仓车的附着力及牵引力,提高平仓车推粮性能。然而,平仓车在粮面上行走及工作时常会出现沉陷、振动、打滑等问题,使得
学位
针对传统连接工艺实现大厚度、复杂截面航空零件的高质量连接制造面临的诸多困难,采用激光增材连接技术可以有效解决上述连接工艺难点,是一种正在迅速发展的新型连接技术。文中采用激光增材连接技术连接TC4钛合金,并对连接件的组织和性能进行研究。为进一步优化组织和性能,对连接件进行后热处理工艺。论文主要研究内容如下:以80mm厚的锻态TC4钛合金为基材,进行激光增材连接,考察各区域内组织与性能的差异。发现连接
学位
随着高精尖制造业的发展,刀具被赋予越来越重要的地位。刀具钝化技术能够去除刃口微观缺陷,改善刃口轮廓,对提高刀具性能和使用寿命具有重要意义。磨粒流钝化技术是磨粒流加工技术在钝化领域的应用,对复杂结构刀具钝化具有突出优势,但目前对刀具钝化的研究尚不成熟。因此,本文针对磨粒流钝化硬质合金和高速钢刀具展开研究,主要研究磨粒种类和磨粒尺寸等对硬质合金刀具钝化效果的影响,并试验验证钝化后刀具的切削加工性能。这
学位
为应对当前的全球能源危机,结构轻量化在航空制造领域不断推进,铝合金在当今航空制造的应用愈发广泛。在连接铝合金结构方面,搅拌摩擦点焊工艺因焊接质量高、焊接成本低等特点很好地解决了传统连接工艺的不足。对搅拌摩擦点焊结构的力学性能进行全面研究,有利于搅拌摩擦点焊工艺的全面发展,推动航空结构轻量化的进程。本文以航空常用的铝合金搭接结构为研究对象,在室温环境下进行了不同连接工艺的力学性能对比试验,验证搅拌摩
学位
Ti65是一种新型的高温钛合金,被设计应用于650℃的高温领域。由于其工艺塑性较差,很难用传统的制造方法来成形和加工。本文采用激光沉积制造的方法制备Ti65试样并进行多种不同热处理,对其显微组织与综合力学性能进行了研究。结果发现:低功率试样有气孔和未熔合缺陷,并在试样的底部出现裂缝;低功率沉积试样为魏氏显微组织,没有强化相产生。高功率沉积试样只存在少量的微小气孔,无其它缺陷产生。高功率试样的综合力
学位
目前在煤矿巷道中主要采用液压支架来进行支护,常规液压支架为刚性支撑,防冲性较弱,总吸能量较少,在受到冲击地压时容易遭到破坏。因此在常规液压支架中引入吸能构件构成防冲液压支架来提高自身的防冲性能是十分必要的。根据ZHD6000型液压支架的技术参数,选择金属切削的方式进行吸能,设计了一种齿式金属切削吸能构件。被切削工件形状包括矩形齿、三角形齿、梯形齿和倒置梯形齿,通过仿真分析不同齿形和不同齿高下吸能构
学位
本文针对直壁件难成形的问题进行了研究,提出了一种新的多道次渐进成形轨迹和一种多道次渐进成形方法,以提高直壁件的成形性和成形质量。首先,针对正向数控渐进成形和反向数控渐进成形两种成形方式获得的成形件成形质量不同的特点,利用数值模拟对两种成形方式获得的成形件成形质量进行对比分析,得出正向数控渐进成形的成形质量较好。其次,针对直壁件难成形问题,提出了一种带有拉伸角的多道次渐进成形轨迹。该轨迹线利用拉伸角
学位
绝大部分的机械加工工艺都会导致工件残余应力的产生,残余应力会严重影响零件的抗拉强度、塑性、断裂韧性。从而进一步影响零件的使用寿命。需要对零件内部的残余应力进行精确的测试。传统的小孔法往往采用机械加工制孔的方法测量零件的残余应力,制孔过程中的一些问题会影响测量结果的准确性:刀具高速进给时,产生的大量的热,发生热变形,附加一部分热应力;钻削和铣削本身也容易产生切应力;逐层钻孔时,为了读取应变值,需要反
学位
激光沉积制造(Laser Deposition Manufacturing,LDM)是一项具有加工周期短且能够快速成型各种复杂结构等特点的先进技术。随着工业不断发展,LDM钛合金在航空航天、汽车、国防军工等关键领域的需求逐渐增大。如何充分发挥出LDM钛合金Ti6Al4V的优异力学性能,进一步提高加工质量仍是目前待解决的问题。对其表面完整性及各向异性展开研究可以更加全面评价钛合金加工工艺的制造效果并
学位