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孔挤压强化对国产7050合金耳片疲劳行为的影响

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孔挤压强化对国产7050合金耳片疲劳行为的影响

作者：薛希豪西安建筑科技大学

学位级别：硕士

7050铝合金是目前航空工业中应用较广的金属材料,该材料主要具有密度低、强度高、塑性好且抗疲劳性能优异等特点,飞机起落架中大量选用7050铝合金耳片做连接件。耳片的耳孔处存在较严重的应力集中,且起落架在服役过程中常常为耳片带来... 详细信息

7050铝合金是目前航空工业中应用较广的金属材料,该材料主要具有密度低、强度高、塑性好且抗疲劳性能优异等特点,飞机起落架中大量选用7050铝合金耳片做连接件。耳片的耳孔处存在较严重的应力集中,且起落架在服役过程中常常为耳片带来循环载荷,容易引发耳片在耳孔处的疲劳断裂。因此,采取一定措施减小耳片耳孔处的应力集中,提高耳片的疲劳性能,对保障飞行安全、延长飞机服役寿命具有重大意义。为提高耳片紧固孔的疲劳性能,本文对不同尺寸的7050-T7451国产铝合金厚板制耳片开展了孔挤压强化工艺,以期通过改变耳片的应力分布与微观组织达到提高疲劳性能的目的。随后对试样开展了疲劳试验,对其疲劳断裂性能进行了探究,还分析了微观组织对耳片疲劳性能的影响规律,并对孔挤压过程进行了三维有限元分析,讨论了残余应力对耳片疲劳性能的影响。主要的研究结果如下:孔挤压工艺可有效提高7050铝合金耳片的疲劳寿命。未强化的小尺寸耳片峰值应力为45 MPa,耳片疲劳循环达到10~6次,强化后的小尺寸耳片峰值应力为55 MPa即可达到10~6次。经孔挤压强化的大尺寸耳片,在特定的峰值应力下（55 MPa）,疲劳循环周次由198027提升至334500,疲劳寿命提升幅度为68.9%。未经孔挤压强化时,小尺寸耳片低周疲劳性能较好,大尺寸耳片高周疲劳性能较好。经孔挤压强化后,峰值应力较低时,小尺寸耳片疲劳性能更加优异;峰值应力较高时,两种尺寸耳片的疲劳寿命基本相同,均超过10~6次。在低周疲劳循环阶段,疲劳载荷较大,更多的累积缺陷与增大的应力集中系数为主要影响因素,导致大尺寸耳片低周疲劳性能不如小尺寸耳片。而在高周疲劳阶段,疲劳载荷较小,大尺寸耳片由耳孔内壁到耳片外侧表面距离为20 mm,小尺寸耳片仅为5 mm,大尺寸耳片发生疲劳断裂时裂纹要通过更长的行程,因此疲劳寿命较长。未经孔挤压强化时,耳片疲劳裂纹源主要位于孔角处、孔壁处且数量较多;而经孔挤压强化后,耳片的疲劳裂纹主要起源于孔壁次表面。小尺寸耳片挤压强化前疲劳辉纹间距为16.36μm,经孔挤压强化后疲劳辉纹间距为7.7μm,降低幅度为52.9%;大尺寸耳片挤压强化前疲劳辉纹间距为7.28μm,经孔挤压强化后疲劳辉纹间距为4.8μm,降低幅度为34.1%。这充分说明通过孔挤压强化可显著降低孔表面的应力集中系数,改变裂纹源位置,显著降低裂纹扩展速率,提升裂纹扩展寿命。Abaqus有限元分析表明,经过挤压后,小尺寸耳片残余压应力分布区域更广;两种尺寸耳片挤出端比挤入端残余压应力更大、分布区域更广。

关键词：国产7050铝合金孔挤压强化微观组织残余应力疲劳行为

缺口和平均应力对TC18棒材疲劳强度的影响

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中国有色金属学报 2018年第12期28卷 2450-2456页

作者：张乐刘莹莹孙宇幸薛希豪西安建筑科技大学冶金工程学院西安710055

在不同的应力集中系数K_t和应力比R下,分析缺口(应力集中)和平均应力对TC18棒材疲劳强度的影响。结果表明:TC18棒材的应力幅σa随应力集中系数和应力比的增大而减小,但其最大应力σ_(max)随应力比的增大而增大。应力集中和平均应力对TC1... 详细信息

在不同的应力集中系数K_t和应力比R下,分析缺口(应力集中)和平均应力对TC18棒材疲劳强度的影响。结果表明:TC18棒材的应力幅σa随应力集中系数和应力比的增大而减小,但其最大应力σ_(max)随应力比的增大而增大。应力集中和平均应力对TC18棒材疲劳强度的影响可分别用应力集中敏感因子A和平均应力敏感因子Am来衡量。为了进一步评估应力集中和平均应力对TC18棒材疲劳强度的综合影响,建立一种新的模型,并且通过新模型得到的数据和实验结果匹配较好。

关键词： TC18合金疲劳强度应力集中平均应力

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显微组织对TC18合金裂纹扩展速率的影响

稀有金属 2018年第6期42卷 594-600页

作者：张乐刘莹莹薛希豪姚泽坤无西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710055 西北工业大学材料学院陕西西安710072 中国一航第一飞机研究院陕西西安710089

对具有不同组织的TC18合金棒材和TC18锻件的L-T向裂纹扩展速率及其断口形貌进行了研究。结果表明：在应力比R相同时,TC18棒材的裂纹扩展速率要高于TC18锻件,表现为TC18棒材Paris公式中的C值约是TC18锻件Paris公式中C值的1.5～2.0倍;随... 详细信息

对具有不同组织的TC18合金棒材和TC18锻件的L-T向裂纹扩展速率及其断口形貌进行了研究。结果表明：在应力比R相同时,TC18棒材的裂纹扩展速率要高于TC18锻件,表现为TC18棒材Paris公式中的C值约是TC18锻件Paris公式中C值的1.5～2.0倍;随着应力比R的增大,TC18棒材和TC18锻件的裂纹扩展速率均增加,而应力强度因子幅ΔK对裂纹扩展速率的影响程度降低;TC18锻件的裂纹扩展速率低于TC18棒材,这与其具有不同的显微组织密切相关,TC18锻件具有网篮组织,而网篮组织中裂纹的扩展路径曲折,裂纹扩展中需要消耗较多的能量,因此表现出较低的扩展速率。TC18棒材具有双态组织,而双态组织中裂纹的扩展路径比较平直,裂纹扩展中吸收的能量少,因此表现出较高的扩展速率。另外,TC18锻件的宏观断口中可观察到二次裂纹,二次裂纹的形成和扩展释放了裂纹尖端应力,消耗了更多的能量,从而使裂纹扩展速率降低。

关键词： TC18合金显微组织裂纹扩展速率断口形貌

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显微组织对TC18合金应力腐蚀性能的影响

金属热处理 2018年第10期43卷 122-127页

作者：薛希豪刘莹莹王梦婷西安建筑科技大学冶金工程学院

通过恒位移应力腐蚀试验研究了两种不同显微组织TC18合金的应力腐蚀性能,并采用扫描电镜对其断口形貌进行了分析。结果表明：棒材抗应力腐蚀性能优于锻件抗应力腐蚀性能,从强至弱的顺序为：棒材纵向、棒材横向、锻件横向。这与其组织形... 详细信息

通过恒位移应力腐蚀试验研究了两种不同显微组织TC18合金的应力腐蚀性能,并采用扫描电镜对其断口形貌进行了分析。结果表明：棒材抗应力腐蚀性能优于锻件抗应力腐蚀性能,从强至弱的顺序为：棒材纵向、棒材横向、锻件横向。这与其组织形貌存在差异有关：棒材为等轴组织,锻件为网篮组织。锻件横向微观断口包括预制裂纹区、应力腐蚀开裂区和机械开裂区都有硬质的等轴和条状初晶α或夹杂物脱落而形成的空洞,或由于硬质相塑性较差难以与基体进行塑性变形协调而产生大量裂纹,断口形貌特征与其抗应力腐蚀性能较差一致。

关键词： TC18钛合金显微组织应力腐蚀性能断口形貌

孔挤压对7050合金耳片组织及疲劳性能的影响

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材料热处理学报 2021年第5期42卷 19-25页

作者：刘莹莹李洁洁李嘉懿任凯鑫薛希豪西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710055

采用芯棒直接挤压的方法对不同尺寸的7050-T7451铝合金斜耳片进行孔挤压强化,并采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和疲劳试验等研究孔挤压前后耳片的组织和疲劳性能。结果表明:经孔挤压强化后7050-T7451铝合金斜耳片的显微组织产生了... 详细信息

采用芯棒直接挤压的方法对不同尺寸的7050-T7451铝合金斜耳片进行孔挤压强化,并采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和疲劳试验等研究孔挤压前后耳片的组织和疲劳性能。结果表明:经孔挤压强化后7050-T7451铝合金斜耳片的显微组织产生了大量的高密度位错,并缠结成位错胞状结构,其疲劳性能也得到了显著地提高,尤其对小尺寸耳片的提高效果更为明显,提高了83.86%,而大尺寸耳片在特定的峰值应力下其疲劳寿命可提高68.92%。这是因为耳孔内壁表层的金属受到芯棒挤压产生了剧烈的塑性变形,形成了组织强化层和残余压应力层,使得疲劳裂纹源的位置和数量发生了改变且疲劳辉纹宽度变窄,这些均降低了孔壁边缘的应力集中系数,减缓了裂纹的萌生和扩展速率,从而提高了耳片的疲劳性能。

关键词： 7050-T7451合金耳片孔挤压强化显微组织疲劳性能断口形貌

微合金化和焊接过程对Al-Li合金强化相影响的综述

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热加工工艺 2021年第14期50卷 1-4,11页

作者：孙宇幸刘莹莹张君彦薛希豪王梦婷西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710055

Al-Li合金具有密度低、比强度高等优点,是一种综合性能优异的轻质合金,在航空航天等领域被广泛应用和大量研究。综述了第二代Al-Li-Mg系、Al-Li-Cu-Mg系和第三代Al-Li-Cu系合金的性能特点,介绍了Al-Li合金三元T1(Al_(2)CuLi)和二元δ'(A... 详细信息

Al-Li合金具有密度低、比强度高等优点,是一种综合性能优异的轻质合金,在航空航天等领域被广泛应用和大量研究。综述了第二代Al-Li-Mg系、Al-Li-Cu-Mg系和第三代Al-Li-Cu系合金的性能特点,介绍了Al-Li合金三元T1(Al_(2)CuLi)和二元δ'(Al_(3)Li)、θ'(Al_(2)Cu)这3种强化相的特性,介绍了δ'(Al_(3)Li)和T1(Al_(2)CuLi)初生相的结构特点。众所周知,强化相是影响合金性能的重要因素。结合国内外文献,列举了Al-Li合金微合金化元素对3种强化相以及合金性能的影响规律。Al-Li合金焊接加工时的热量是影响合金强化相的重要因素,热量会加速Al-Li合金中Li元素的流失。最终,提出在开发高性能Al-Li合金方面存在的问题及未来的研究重点。

关键词： Al-Li合金强化相微合金化焊接

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L形冷弯薄壁型钢组合钢管混凝土柱轴压性能

哈尔滨工业大学学报 2025年第1期57卷 77-91页

作者：吴丽丽刘艳霞武海鹏韩港豪中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院北京100083

为解决异形钢管混凝土柱阴角对其承载力的影响,提出了用1个冷弯薄壁方钢管和2个U形钢管焊接成L形钢管,内填充混凝土形成L形冷弯薄壁型钢组合钢管混凝土柱形式。设计了5组共10根试件的轴压试验,并开展了有限元参数分析,研究了钢管厚度、... 详细信息

为解决异形钢管混凝土柱阴角对其承载力的影响,提出了用1个冷弯薄壁方钢管和2个U形钢管焊接成L形钢管,内填充混凝土形成L形冷弯薄壁型钢组合钢管混凝土柱形式。设计了5组共10根试件的轴压试验,并开展了有限元参数分析,研究了钢管厚度、U形管外伸长度和钢材强度等参数对构件承载力和延性等力学性能的影响。结果表明:该类试件的主要破坏形态为中上部局部鼓曲破坏,适量增大U形管外伸长度可以提高承载力,但增大到一定程度之后易发生弯扭破坏;承载力和延性随着钢管厚度和钢材强度增大而增加;混凝土强度对构件的初始刚度和峰值荷载的影响都很小,但对曲线下降段的影响较大;试件端部和中部截面阴角处的混凝土应力值比各边中部更大,说明采用U形钢管与方钢管组合的方式改善了阴角处钢管对混凝土约束普遍较弱的问题。基于“统一理论”,给出了两种承载力建议计算公式,与试验结果吻合较好,两种计算方法在0.44~1.94的约束效应系数范围内具有良好的适用性。

关键词： L形 U形管钢管混凝土柱轴心受压承载力

基于手机信令数据的广州市居民公园访问行为空间分异及其影响因素分析

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中山大学学报（自然科学版）（中英文） 2025年第1期64卷 195-206页

作者：刘晔叶柏麟吴景豪中山大学地理科学与规划学院广东广州510006 广东省公共安全与灾害工程技术研究中心/广东省城市化与地理环境空间模拟重点实验室广东广州510006

加快推进城市公园建设是实现人与自然和谐共生的重要抓手。既有研究大多基于问卷调查数据和访谈资料分析城市居民的公园访问行为空间分异特征,研究结论的普适性和科学性有限。手机信令数据具有大样本、覆盖范围广、信息被动提供和动态... 详细信息

加快推进城市公园建设是实现人与自然和谐共生的重要抓手。既有研究大多基于问卷调查数据和访谈资料分析城市居民的公园访问行为空间分异特征,研究结论的普适性和科学性有限。手机信令数据具有大样本、覆盖范围广、信息被动提供和动态实时性强等优点。利用手机信令数据精准刻画城市居民的公园访问行为,有助于开展城市公园的布局优化与品质提升工作。基于个体尺度的手机信令数据,本研究试图揭示广州市居民公园访问行为的空间分异特征并识别其影响因素,尤其关注城区居民和郊区居民的差别。结果表明:(1)城区居民的公园访问频率、公园访问时长和公园访问强度均高于郊区居民,前者的公园平均访问距离低于后者;(2)公园访问频率、公园访问强度、公园平均逗留时间和公园平均访问距离呈现高值集聚区/低值集聚区在城区连片分布,在郊区零星分布的空间特征;(3)公园访问行为受性别、年龄、时空约束性、社会经济地位、公园可达性、社区出行便利性和出行适宜性等因素的共同影响。本研究为相关政府部门精准开展城市公园的规划、建设与管理工作提供决策参考。

关键词：城市公园公园访问行为空间分异手机信令数据广州

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融合前缀调优和提示学习的仇恨言论检测方法

计算机科学与探索 2025年第01期 97-106页

作者：徐磊胡亚豪陈满陈军潘志松中国人民解放军陆军工程大学指挥控制工程学院

随着网络社交平台的发展，网络暴力的危害性日益凸显，其中仇恨言论作为网络暴力的一种表现形式，对其检测方法的研究有助于构建一个健康的互联网环境。然而，一方面先前的仇恨言论检测方法主要依赖于人工监管和关键词过滤，这些方法存... 详细信息

随着网络社交平台的发展，网络暴力的危害性日益凸显，其中仇恨言论作为网络暴力的一种表现形式，对其检测方法的研究有助于构建一个健康的互联网环境。然而，一方面先前的仇恨言论检测方法主要依赖于人工监管和关键词过滤，这些方法存在人工成本高且分类效果不佳的问题；另一方面，在互联网平台的监管下，仇恨言论的表达也变得更加含蓄、隐蔽，这对检测模型的文本理解能力提出了更高的要求。以ChatGPT为代表的大模型为仇恨言论检测任务提供了新的可能性，受其在各项下游任务中出色表现的启发，提出了一种融合前缀调优和提示学习的仇恨言论检测方法P-Prompt。利用前缀调优方法将大模型在相关数据集上进行微调，同时结合提示学习方法使模型能够识别并关注待检测文本中的仇恨言论词汇，从而进一步提升模型对仇恨言论的识别能力。实验结果验证了大模型在仇恨言论检测任务的有效性，与传统方法相比P-Prompt方法在仇恨言论检测的二分类和多分类任务中各项评价指标都取得了较明显的提升。

关键词：仇恨言论检测大语言模型前缀调优提示学习