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搅拌摩擦加工研究进展

表面技术 2018年第4期47卷 221-229页

作者：朱永成左立生顾胜宇左敦稳南京航空航天大学机电学院南京210016

搅拌摩擦加工(FSP),是一种新型的材料塑性变形加工方法,它是在搅拌摩擦焊(FSW)的基础上提出的。从发明至今,研究者已经成功将FSP用于铸造金属微观组织细化、超塑性材料的制备、材料表面改性以及各种复合材料的制备中。搅拌摩擦加工工艺... 详细信息

搅拌摩擦加工(FSP),是一种新型的材料塑性变形加工方法,它是在搅拌摩擦焊(FSW)的基础上提出的。从发明至今,研究者已经成功将FSP用于铸造金属微观组织细化、超塑性材料的制备、材料表面改性以及各种复合材料的制备中。搅拌摩擦加工工艺与搅拌摩擦焊接工艺基本相同,工艺参数对搅拌摩擦加工材料质量有很大的影响。综述了搅拌摩擦加工近年来的研究进展,主要包括不添加增强相的FSP和添加增强相的FSP两大类。其中不添加增强相的FSP主要有铸造金属微观组织细化和超塑性材料制备,添加增强相的FSP主要有材料表面改性和复合材料制备。搅拌摩擦加工制备复合材料根据添加相是否与基体反应生成增强相,又分为非原位合成法制备复合材料与原位合成法制备复合材料。文中对以上内容分别进行了总结与评述,最后指出了FSP今后发展应用的方向。

关键词：搅拌摩擦加工工艺参数不添加增强相的FSP 添加增强相的FSP

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基于声发射技术的搅拌摩擦焊接工具磨损监测

南京航空航天大学学报 2018年第3期50卷 404-410页

作者：叶赵伟朱永成左敦稳左立生南京航空航天大学机电学院南京210016

为在线监测搅拌摩擦焊接过程工具磨损状态,本文基于虚拟仪器技术设计了一套声发射在线监测系统,结合声发射传感器、数据采集卡及信号调理器实现了对搅拌摩擦焊接加工过程中声发射信号的采集。实验中采用带有螺纹的搅拌针工具来焊接7075... 详细信息

为在线监测搅拌摩擦焊接过程工具磨损状态,本文基于虚拟仪器技术设计了一套声发射在线监测系统,结合声发射传感器、数据采集卡及信号调理器实现了对搅拌摩擦焊接加工过程中声发射信号的采集。实验中采用带有螺纹的搅拌针工具来焊接7075铝合金,并利用自主开发的在线监测系统采集焊接过程中的声发射信号。然后对采集到的声发射信号进行小波包分解处理,计算分解后各频段能量所占百分比,并提取能量分布规律作为信号特征。研究表明:搅拌摩擦焊接工具在不同磨损情况下具有不同的声发射信号特征,小波包分解处理表明搅拌头磨损轻微时,低频段能量占比较高;相反,搅拌头磨损严重时,低频段能量占比较低。

关键词：虚拟仪器技术搅拌摩擦焊声发射小波包分解

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基于有限差分法薄板激光冲击响应的数值模拟

力学学报 2022年第4期54卷 1063-1074,I0004页

作者：王寅凯张兴权左立生张鹏章艳方进秀安徽工业大学机械工程学院安徽马鞍山243002 芜湖造船厂有限公司安徽芜湖241000

在激光冲击载荷作用下,薄板变形速度快,诱导产生的应力波的传播过程较为复杂.传统的测量工具难以对薄板变形过程中的动态响应进行有效的测量.本文采用理论与实验相结合的方法,构建了薄板在激光冲击下二维轴对称平面模型,建立其拉格朗日... 详细信息

在激光冲击载荷作用下,薄板变形速度快,诱导产生的应力波的传播过程较为复杂.传统的测量工具难以对薄板变形过程中的动态响应进行有效的测量.本文采用理论与实验相结合的方法,构建了薄板在激光冲击下二维轴对称平面模型,建立其拉格朗日运动方程,利用有限差分法求其显式解,分析薄板在激光冲击载荷作用下薄板的变形过程和应力波的传播过程,并研究不同工艺参数对薄板动态响应特性的影响.结果表明,薄板变形初期的速度为振荡式增加,在快速的拉胀式变形过程中会出现明显的回弹现象,在光斑边界处产生向内和向外传播的应力波,载荷的压力-空间分布以及边界约束条件也对薄板的动态响应结果有显著的影响.激光冲击实验得到的结果与数值结果和预测结果基本吻合.研究方法与所得结论可为薄板激光冲击成形过程中的参数优化提供参考.

关键词：激光冲击薄板有限差分法动态响应特性

Effect of laser shock processing on fatigue life of fastener hole

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2014年第4期24卷 969-974页

作者：张兴权陈六三余晓流左立生周煜安徽工业大学机械工程学院马鞍山243002

The fatigue properties of laser shock processing （LSP） on both side surfaces of fastener hole with diameter of 3 mm in the LY12CZ aluminum alloy specimens were investigated. The superficial residual stress was measured by X-ray diffraction method. Fatigue experiments of specimens with and without LSP were performed, and the microstructural features of fracture of specimens were characterized by scanning electron microscopy （SEM）. The results indicate that the compressive residual stress can be induced into the surface of specimen, and the fatigue life of the specimen with LSP is 3.5 times as long as that of specimen without LSP. The location of fatigue crack initiation is transferred from the top surface to the sub-surface after LSP, and the fatigue striation spacing of the treated specimen during the expanding fatigue crack is narrower than that of the untreated specimen. Furthermore, the diameters of the dimples on the fatigue crack rupture zone of the specimen with LSP are relatively bigger, which is related to the serious plastic deformation in the material with LSP.

关键词： laser shock processing fastener hole fatigue life LY12CZ

基于多传感器技术的搅拌摩擦焊在线监测系统开发

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机床与液压 2019年第1期47卷 61-65页

作者：叶赵伟左敦稳左立生南京航空航天大学机电学院江苏南京210016

搅拌摩擦焊连接是一个涉及多物理场的耦合过程,很有必要对这一过程中温度信号、声发射信号、振动信号进行采集与研究。详细地介绍了基于Lab VIEW虚拟仪器技术的搅拌摩擦焊在线监测系统的设计与开发。主要硬件有研华PCI-1714数据采集卡... 详细信息

搅拌摩擦焊连接是一个涉及多物理场的耦合过程,很有必要对这一过程中温度信号、声发射信号、振动信号进行采集与研究。详细地介绍了基于Lab VIEW虚拟仪器技术的搅拌摩擦焊在线监测系统的设计与开发。主要硬件有研华PCI-1714数据采集卡、红外线温度传感器、声发射传感器、加速度传感器及其相应的信号调理与放大电路。系统可实现多种信号数据的采集、数据处理、实时显示和数据保存,并且通过7022铝合金焊接实验验证了所开发系统的可靠性与精确度,为构建焊接加工预判系统提供了实验依据。

关键词：搅拌摩擦焊在线监测信号采集数据处理

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激光喷丸强化对半圆孔件疲劳寿命的影响

材料科学与工艺 2015年第2期23卷 19-24页

作者：章艳张兴权左立生周煜段士伟黄志来安徽工业大学机械工程学院安徽马鞍山243002

为研究激光喷丸强化对7075-T6铝合金半圆孔件疲劳寿命的影响,对激光喷丸与未喷丸的试样进行了对比试验,利用X射线应力仪测定其表面残余应力,并对试样进行疲劳拉伸试验.用扫描电镜观察了两类试样疲劳断口的形貌,并采用数理统计方法对其... 详细信息

为研究激光喷丸强化对7075-T6铝合金半圆孔件疲劳寿命的影响,对激光喷丸与未喷丸的试样进行了对比试验,利用X射线应力仪测定其表面残余应力,并对试样进行疲劳拉伸试验.用扫描电镜观察了两类试样疲劳断口的形貌,并采用数理统计方法对其疲劳寿命进行分析.研究表明:经激光喷丸处理区域,表面存在较大的残余压应力,幅值为310 MPa;未喷丸试样疲劳裂纹条带的宽度为0.7~0.8μm,而喷丸试样疲劳裂纹条带的宽度为0.3~0.4μm,说明喷丸试样裂纹扩展的速度比未喷丸试样慢很多;激光喷丸后半圆孔件的疲劳寿命比未喷丸的疲劳寿命提高了2.8~7.2倍.

关键词：激光喷丸强化半圆孔件残余应力疲劳断口疲劳寿命

强激光诱导的应力波在靶板中衰减特性数值模拟

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红外与激光工程 2014年第3期43卷 681-686页

作者：张兴权左立生余晓流戚晓利黄志来王彪段仕伟安徽工业大学机械工程学院安徽马鞍山243002

利用ABAQUS数值模拟软件对脉宽为ns量级的强激光诱导的应力波在铜靶中传播特性进行了模拟研究。建立了适合于高压高应变率下一维平面应力波在铜靶中传播的有限元分析模型,模拟了两种不同激光冲击波峰值压力诱导的应力波在铜靶中衰减的... 详细信息

利用ABAQUS数值模拟软件对脉宽为ns量级的强激光诱导的应力波在铜靶中传播特性进行了模拟研究。建立了适合于高压高应变率下一维平面应力波在铜靶中传播的有限元分析模型,模拟了两种不同激光冲击波峰值压力诱导的应力波在铜靶中衰减的特性。结果显示,峰值压力为0.35 GPa和3.5 GPa下驱动的应力波在铜靶中的传播速度分别为4 600 m/s,4 000 m/s。峰值压力为3.5 GPa冲击波在靶体内诱导的应力波出现了弹性波和塑性波的双波结构。应力波峰值的衰减规律呈指数形式衰减。模拟计算的结果与理论和实验结果较为一致。

关键词：强激光应力波传播衰减

纳米SiC对2024铝合金搅拌摩擦焊的影响研究

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热加工工艺 2019年第9期48卷 31-34页

作者：朱永成左敦稳李泽阳左立生南京航空航天大学机电学院江苏南京210016

进行了未添加SiC和添加纳米SiC颗粒后1道次和4道次的搅拌摩擦焊接试验。试验结果表明,添加与未添加纳米SiC增强相进行搅拌摩擦焊均能够得到无缺陷的焊缝,且添加纳米SiC的焊核区的硬度得到了提高。1道次焊接后,纳米SiC出现了明显的团聚现... 详细信息

进行了未添加SiC和添加纳米SiC颗粒后1道次和4道次的搅拌摩擦焊接试验。试验结果表明,添加与未添加纳米SiC增强相进行搅拌摩擦焊均能够得到无缺陷的焊缝,且添加纳米SiC的焊核区的硬度得到了提高。1道次焊接后,纳米SiC出现了明显的团聚现象,焊核区的显微硬度值波动较大,多道次的焊接可以使得SiC颗粒分布均匀,焊核区的显微硬度值更加稳定。由于多道次的焊接使热输入增加,导致无SiC颗粒增强相分布的TMAZ和HAZ的硬度值明显下降。添加纳米SiC增强相并进行多道次搅拌摩擦焊可以作为提高焊核区性能的方法。

关键词：纳米SiC 搅拌摩擦连接微观组织显微硬度

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GTZY-100型地下矿山装药台车

工程机械 2015年第11期46卷 1-7,148页

作者：徐必勇黄志远左立生罗铭惊天智能装备股份有限公司安徽工业大学

GTZY-100型装药台车是针对地下矿山巷道内机械化大容量装填粉状胺油类炸药的需求而开发的一种专用设备。介绍其技术参数、系统结构、技术原理以及功能。目前该型装药台车样机已经完成并投入使用,试验表明,该型装药台车整车设计合理,系... 详细信息

GTZY-100型装药台车是针对地下矿山巷道内机械化大容量装填粉状胺油类炸药的需求而开发的一种专用设备。介绍其技术参数、系统结构、技术原理以及功能。目前该型装药台车样机已经完成并投入使用,试验表明,该型装药台车整车设计合理,系统的可靠性和各项性能指标满足矿山要求,能有效解决矿山所急需的装药设备配套问题,对于提高装药机械化,实现装药设备国产化具有一定的意义。

关键词：地下装药台车胺油炸药装药系统