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钛工业进展 2019年第4期36卷 30-35页

作者：王燕礼许光群符彬曹强国营芜湖机械厂安徽芜湖241000 陆军装甲兵学院北京100072

研究了相对挤压量、终铰参量、衬套开缝放置角度等工艺参数对开缝衬套挤压TA15钛合金连接孔疲劳增益的影响。结果表明,开缝衬套挤压技术可有效提高TA15孔结构疲劳强度,延长其疲劳寿命;相对挤压量越大,孔挤压疲劳增益越大,但是TA15钛合... 详细信息

研究了相对挤压量、终铰参量、衬套开缝放置角度等工艺参数对开缝衬套挤压TA15钛合金连接孔疲劳增益的影响。结果表明,开缝衬套挤压技术可有效提高TA15孔结构疲劳强度,延长其疲劳寿命;相对挤压量越大,孔挤压疲劳增益越大,但是TA15钛合金对挤压量非常敏感,微小的相对挤压量波动会导致显著的疲劳增益波动;在完全去除开缝衬套在孔壁遗留的材料凸脊前提下,0.190mm和0.065mm2种单边终铰参量对TA15孔结构挤压疲劳增益有明显影响,0.190mm单边铰削量时挤压疲劳增益更大,而非终铰参量越小越好;在Fmax=400MPa,R=0.1疲劳载荷条件下,衬套开缝与试样最窄截面平行放置,仍能够获得明显的疲劳增益,但相对于与试样与最窄截面呈90°放置,疲劳增益会略有下降。建议在实际孔挤压操作中,衬套开缝尽量避开最窄截面放置。

关键词：开缝衬套挤压 TA15钛合金挤压量铰削疲劳增益

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光整滚光和开缝衬套挤压孔结构表面完整性及疲劳行为研究

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表面技术 2019年第9期48卷 336-345页

作者：王燕礼卞小芳符彬曹强国营芜湖机械厂安徽芜湖241000 陆军装甲兵学院北京100072 中国人民解放军93501部队北京100005

目的澄清光整滚光和开缝衬套挤压孔结构疲劳行为和强化机制的区别。方法采用传统钻-铰、光整滚光、开缝衬套挤压等三种不同工艺,制备TA15钛合金含φ8.75中心圆孔疲劳试样,通过恒幅拉-拉对比疲劳试验和疲劳数据统计分析方法,评价不同工... 详细信息

目的澄清光整滚光和开缝衬套挤压孔结构疲劳行为和强化机制的区别。方法采用传统钻-铰、光整滚光、开缝衬套挤压等三种不同工艺,制备TA15钛合金含φ8.75中心圆孔疲劳试样,通过恒幅拉-拉对比疲劳试验和疲劳数据统计分析方法,评价不同工艺制备孔结构的抗疲劳性能。采用体式显微镜观察孔端和孔壁形貌,用触针式表面粗糙度轮廓仪测试孔壁表面粗糙度,用X射线衍射应力测定法测定孔端表面残余应力,用透射电子显微镜观察孔壁材料微观结构,用显微硬度计测定孔壁显微硬度点阵等技术和方法,分析了不同工艺制备孔结构表面完整性。通过扫描电子显微镜标定疲劳断口辉纹平均间距与裂纹长度,用数码长焦显微镜标定孔端表面裂纹长度与疲劳循环周次的关系,并定量分析了不同工艺制备的孔结构疲劳裂纹萌生寿命和裂纹扩展速率。结果光整滚光和挤压强化分别提高连接孔中值疲劳寿命63%和317%。光整滚光可降低孔壁表面粗糙度Ra至0.52μm,但改变孔壁附近残余应力状态能力有限,且会在孔端形成尖锐的材料凸瘤;挤压强化后,孔壁表面粗糙度Ra为0.73μm,在孔壁引入4mm深、峰值达-500MPa的残余压应力区,并大幅提高孔壁材料位错密度,且孔端无材料凸瘤产生。结论光整滚光提高孔结构疲劳寿命的主要机制是,通过降低孔壁表面粗糙度延长裂纹萌生寿命。挤压强化主要机制是,通过引入大深度、高幅值的残余压应力和改善材料微观结构延长裂纹萌生寿命和裂纹扩展寿命。因此,挤压强化优于光整滚光技术。考虑到实际机械结构中多为叠层特征孔结构,挤压强化因为不会在孔端遗留材料凸瘤,更有利于保证夹层间隙安装要求。

关键词：光整滚光开缝衬套挤压孔结构表面完整性疲劳行为

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A-100钢开缝衬套孔挤压强化残余应力场

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中国表面工程 2011年第5期24卷 64-67页

作者：王强陈雪梅张文光王欣北京航空材料研究院北京100095 成都飞机工业(集团)有限责任公司成都610092

为研究A-100钢开缝衬套挤压工艺,提高孔的抗疲劳性能,使用X射线衍射方法和中间开孔的板状试样,研究开缝衬套挤压过盈量、挤后铰削量和保温温度对残余压应力场的影响。研究表明,由于孔受挤压发生弹塑性变形而引入切向残余压应力(σh),σ... 详细信息

为研究A-100钢开缝衬套挤压工艺,提高孔的抗疲劳性能,使用X射线衍射方法和中间开孔的板状试样,研究开缝衬套挤压过盈量、挤后铰削量和保温温度对残余压应力场的影响。研究表明,由于孔受挤压发生弹塑性变形而引入切向残余压应力(σh),σh值随开缝衬套挤压过盈量(Ice)增加而显著增大,当Ice为0.4mm时,σh值可达-500 MPa以上。未铰削的挤压试样,孔边缘残余压应力最大,可达到-680MPa,随着铰削量(R)的增大,σh降低,而当绞削量达到0.7mm时,σh仅剩余28%。保温10h后,各点σh值均明显降低,350℃下孔边缘σh仅存14%。

关键词：开缝衬套挤压残余应力过盈量应力松弛

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异材夹层条件下不同工艺制备孔结构表面完整性和疲劳性能试验研究

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航空制造技术 2020年第17期63卷 32-39,75页

作者：董志鹏王燕礼姚亮亮杨帆刘维中国人民解放军32256部队南宁530000 陆军装备部驻重庆地区军事代表局驻昆明地区第一军事代表室昆明650021 陆军装甲兵学院士官学校长春130000

为研究异材夹层结构对不同工艺制备孔表面完整性和疲劳性能的影响,在夹层条件下采用钻–铰、滚光、冷挤压3种工艺制备了φ8.36mm终孔,开展了表面形貌、表面粗糙度、表面残余应力、微观组织结构分析,以及疲劳试验和断口分析。结果表明,... 详细信息

为研究异材夹层结构对不同工艺制备孔表面完整性和疲劳性能的影响,在夹层条件下采用钻–铰、滚光、冷挤压3种工艺制备了φ8.36mm终孔,开展了表面形貌、表面粗糙度、表面残余应力、微观组织结构分析,以及疲劳试验和断口分析。结果表明,滚光在夹层孔端形成明显飞边,在7B04–T6孔端形成环状滚压微裂纹。冷挤压在衬套开缝对应夹层7B04–T6孔端区域形成挤压微裂纹。在文中疲劳载荷条件下,99.9%存活率、95%置信度时,滚光分别提高7B04–T6和TA15孔疲劳寿命0.01倍和0.63倍;A冷挤压量提高7B04–T6孔疲劳寿命3.25倍,但会降低TA15孔疲劳寿命;B冷挤压量分别提高7B04–T6和TA15孔疲劳寿命18倍和3.30倍;3类孔结构疲劳源均从孔壁或孔角萌生,没有从挤压或滚压微裂纹处萌生。

关键词：夹层结构孔滚光开缝衬套挤压表面完整性疲劳性能

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