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钛合金板压窝成形中的形状畸变现象研究

钛合金板压窝成形中的形状畸变现象研究

作者：刘震磊沈阳航空工业学院

学位级别：硕士

钛及钛合金由于具有优越的比强度、地球丰度以及较好的物理化学性能,而广泛的应用在航空工业。对钛合金板进行压窝成形性能研究时发现,成形卸载后的制件伴随有明显的形状翘曲与畸变现象,这种畸变严重地影响和制约了制件成形的几何精度,... 详细信息

钛及钛合金由于具有优越的比强度、地球丰度以及较好的物理化学性能,而广泛的应用在航空工业。对钛合金板进行压窝成形性能研究时发现,成形卸载后的制件伴随有明显的形状翘曲与畸变现象,这种畸变严重地影响和制约了制件成形的几何精度,对飞机部件的装配工艺产生严重的负面影响。本文对名义厚度分别为0.8mm、1.5mm和2.5mm的TC1M、TC2M钛合金板料的基本力学性能和成形性能进行了详细的试验研究。并在此基础上首次采用有限元数值模拟和成形工艺试验相结合的研究方法,揭示出TC1M、TC2M钛合金板材压窝成形卸载回弹后形状畸变的各类现象。研究中发现,随着板料压窝高度的变化,出现三高三低和两高两低两种凸缘底面翘曲畸变现象:两高两低的试件畸变规律为,在凸缘外沿与板料的轧制方向成90°和270°方向上的两点为翘曲最高点,在0°和180°方向上的两点为翘曲最低点;三高三低的试件畸变规律为,在凸缘外沿与板料的轧制方向成60°、180°和300°方向上的三点为翘曲最高点,在0°、120°和240°方向上的三点为翘曲最低点。文中对两种形状畸变现象进行定量描述的同时,分析产生形状畸变的主要原因是钛板轧制过程产生的板织构特性,各向异性所引起的变形差异以及应力场、应变场分布的不均匀。

关键词：钛合金板材压窝形状畸变各向异性有限元数值模拟

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应用DSH程序系统进行动态仿真的研究

煤矿机械 2002年第4期23卷 28-29页

作者：邢邦圣刘震磊徐州师范大学工学院江苏徐州221011 哈尔滨理工大学机械动力学院黑龙江哈尔滨150080

分析了液压系统动态仿真DSH程序系统的理论基础。

关键词：液压系统数据库模型库动态仿真 DSH程序系统

焊接工艺参数对FGH96合金惯性摩擦焊过程材料塑性流动行为的影响

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机械工程学报 2012年第12期48卷 69-74页

作者：姬书得刘建光张利国陶军刘震磊沈阳航空航天大学航空航天工程学部沈阳110136 哈尔滨工业大学金属精密热加工国家级重点实验室哈尔滨150001 北京航空制造工程研究所北京100024

采用数值模拟方法对FGH96合金惯性摩擦焊过程进行分析,获得温度、轴向缩短量、材料流动与飞边四者之间的关系,着重研究初始转速与轴向压力等焊接工艺参数对材料塑性流动行为的影响规律。研究结果表明:在惯性摩擦焊初始阶段,材料温度与... 详细信息

采用数值模拟方法对FGH96合金惯性摩擦焊过程进行分析,获得温度、轴向缩短量、材料流动与飞边四者之间的关系,着重研究初始转速与轴向压力等焊接工艺参数对材料塑性流动行为的影响规律。研究结果表明:在惯性摩擦焊初始阶段,材料温度与流动速度较低,无飞边产生;随着焊接过程的进行,材料的温度与流动速度呈现先升高后降低的规律;在焊接过程进入稳态后,摩擦面中心区域的材料主要沿试件的旋转方向流动,而摩擦面上两边界附近的材料向面外流动并形成飞边,飞边尺寸与弯曲程度随焊接时间的增加而增加。同时,随到摩擦面距离的增加,材料的流动速度逐渐降低且材料沿轴向流动的速度分量增大。结合FGH96合金惯性摩擦焊轴向缩短量的数值模拟结果,解释了从提高材料流动速度的幅度上看增加轴向压力优于初始转速的原因。

关键词： FGH96合金惯性摩擦焊流动行为焊接工艺参数

Ce和Sr对压铸锌合金组织与力学性能的影响

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金属热处理 2007年第9期32卷 81-82页

作者：李秀华刘海峰吕伟刘震磊沈阳航空工业学院航空宇航学院辽宁沈阳110136 中国一汽铸造有限公司技术中心吉林长春130011

研究了高压铸造条件下,富Ce稀土和Sr的添加对锌合金凝固组织与力学性能的影响。结果表明,在压铸条件下,富Ce稀土和Sr能优化压铸件微观组织,细化晶粒,抑止杂质元素的有害影响,使其力学性能得到提高。

关键词：锌合金凝固组织力学性能压铸

工艺参数影响2060铝锂合金搅拌摩擦焊接头的成形规律

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焊接学报 2016年第7期37卷 79-82页

作者：刘震磊崔祜涛姬书得徐敏强孟祥晨哈尔滨工业大学深空探测基础研究中心哈尔滨150080 沈阳航空航天大学航空航天工程学部沈阳110136

以在航空领域有广泛应用前景的2 mm厚2060-T8 Al-Li合金为研究对象,进行了搅拌摩擦焊对接接头的试验分析,重点研究焊接工艺参数影响焊接接头成形的规律.研究结果表明,呈碗形的焊缝由轴肩作用区与焊核区组成;轴肩作用区的等轴晶的晶粒大... 详细信息

以在航空领域有广泛应用前景的2 mm厚2060-T8 Al-Li合金为研究对象,进行了搅拌摩擦焊对接接头的试验分析,重点研究焊接工艺参数影响焊接接头成形的规律.研究结果表明,呈碗形的焊缝由轴肩作用区与焊核区组成;轴肩作用区的等轴晶的晶粒大于焊核区.当搅拌头的转速为800 r/min且焊接速度为80 mm/min时,焊接接头的表面成形良好且内部无缺陷.与800 r/min,80 mm/min相比,提高转速或降低焊接速度,焊缝表面变得较粗糙;降低旋转频率或提高焊接速度,焊缝内部会出现隧道型缺陷.

关键词：搅拌摩擦焊 2060Al-Li合金成形缺陷

2060Al-Li合金FSW工艺的温度与应力场模拟

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热加工工艺 2016年第11期45卷 188-190页

作者：刘震磊崔祜涛徐敏强哈尔滨工业大学深空探测基础研究中心黑龙江哈尔滨150080 沈阳航空航天大学航空航天工程学部辽宁沈阳110136

使用Abaqus软件建立了2060-T8 Al-Li合金的搅拌摩擦焊3D有限元模型,对焊接过程的温度场及焊后的残余应力进行了模拟。结果表明:焊接高温区域在水平方向上呈椭圆形,搅拌头前方材料的温度梯度大于后方材料的温度梯度;温度模拟结果与热电... 详细信息

使用Abaqus软件建立了2060-T8 Al-Li合金的搅拌摩擦焊3D有限元模型,对焊接过程的温度场及焊后的残余应力进行了模拟。结果表明:焊接高温区域在水平方向上呈椭圆形,搅拌头前方材料的温度梯度大于后方材料的温度梯度;温度模拟结果与热电偶测量结果比较吻合。纵向残余拉应力在垂直焊缝方向上呈现典型的"双峰"分布规律;其峰值在轴肩作用区边缘。在垂直于焊缝方向上,焊缝区域的边缘是最危险区域;在平行于焊缝方向上,焊缝的末端出现了Mises等效应力的最大值。

关键词：搅拌摩擦焊 2060 Al-Li合金温度场应力场

FGH96合金惯性摩擦焊过程飞边形成的规律研究

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北京理工大学学报 2013年第1期33卷 17-21页

作者：张利国姬书得张田仓付瑞东陶军刘震磊沈阳航空航天大学通用航空研究院辽宁沈阳110136 北京航空制造工程研究所北京100024 燕山大学材料科学与工程学院河北秦皇岛066004

基于FGH96合金的材料本构模型以及摩擦因数随温度的变化关系,利用DEFORM软件建立了FGH96合金惯性摩擦焊的热力耦合分析模型,研究了焊接过程中飞边的形成与温度及材料流动之间的关系.结果表明,在摩擦焊初期,由于温度与材料流动速度较低,... 详细信息

基于FGH96合金的材料本构模型以及摩擦因数随温度的变化关系,利用DEFORM软件建立了FGH96合金惯性摩擦焊的热力耦合分析模型,研究了焊接过程中飞边的形成与温度及材料流动之间的关系.结果表明,在摩擦焊初期,由于温度与材料流动速度较低,飞边不易形成;当焊接过程达到稳态后,随着摩擦界面及其附近区域材料向摩擦界面两边界流动速度的增加,飞边形成并逐渐增大;飞边的尺寸大小以及弯曲程度随初始转速以及轴向压力的增加而增大,基于飞边形貌确定了FGH96合金惯性摩擦较合理的焊接工艺参数.

关键词： FGH96合金惯性摩擦焊飞边流动

5383铝合金搅拌摩擦焊接头耐腐蚀性降低的原因与改善方法研究

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热加工工艺 2011年第3期40卷 10-13页

作者：姬书得张利国刘震磊高双胜沈阳航空航天大学航空宇航学院辽宁沈阳110034

通过SEM与EDS方法对5383铝合金搅拌摩擦焊接头进行了微观形貌观察与化学成分分析,对接头耐腐蚀性降低的机理进行了探讨。结果表明:铝合金搅拌摩擦焊接头中出现的S线会大大降低接头的耐腐蚀性;腐蚀最严重的区域是S线,而除S线及其附近区... 详细信息

通过SEM与EDS方法对5383铝合金搅拌摩擦焊接头进行了微观形貌观察与化学成分分析,对接头耐腐蚀性降低的机理进行了探讨。结果表明:铝合金搅拌摩擦焊接头中出现的S线会大大降低接头的耐腐蚀性;腐蚀最严重的区域是S线,而除S线及其附近区域之外的焊核区的耐腐蚀性优于母材。Mg元素偏聚、大量微孔的聚集与锰铁化合物的偏聚是导致S线腐蚀最严重的主要原因。同时,讨论了消除5383铝合金搅拌摩擦焊接头中S线的焊接工艺方法,使接头的耐腐蚀性大大提高,这对于促进5383铝合金在航空、航海等领域的应用具有重要的理论意义与实际工程意义。

关键词： 5383铝合金搅拌摩擦焊 S线耐腐蚀性

曲面件搭接接头搅拌摩擦焊温度场的数值模拟及参数优化

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热加工工艺 2011年第3期40卷 159-162页

作者：张利国姬书得刘震磊高双胜沈阳航空航天大学航空宇航学院辽宁沈阳110034

采用点点之间连接的方法实现了曲面结构件的搅拌摩擦焊焊接热源模型的加载,研究了飞机中蒙皮与桁条结构的搅拌摩擦焊搭接接头温度场的动态变化过程。结果表明,随着焊接速度的减小、旋转速度的增加以及搅拌头压力的提高,搅拌摩擦焊过程... 详细信息

采用点点之间连接的方法实现了曲面结构件的搅拌摩擦焊焊接热源模型的加载,研究了飞机中蒙皮与桁条结构的搅拌摩擦焊搭接接头温度场的动态变化过程。结果表明,随着焊接速度的减小、旋转速度的增加以及搅拌头压力的提高,搅拌摩擦焊过程中的温度峰值升高,焊缝区域的高温区域扩大。从提高材料流动性以及避免出现熔焊的角度,提出了搅拌摩擦焊焊接工艺参数的优化方案。

关键词：面件搅拌摩擦焊温度场焊接参数