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不同结构形式的航空铝合金自冲铆接接头的静失效行为

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锻压技术 2024年第3期49卷 127-135页

作者：孙毅刚陈大伟扈启晟刘文权中国民航大学航空工程学院天津300300

采用自冲铆接技术制备了5052铝合金在凸底和平底两种模具下的铆接结构。通过改变板材的搭接形式,开展了自冲铆接接头在拉伸-剪切和剥离载荷作用下的力学响应及失效行为分析。结果表明:薄板作为上板铆接可以承受更高的剪切载荷并可增大... 详细信息

采用自冲铆接技术制备了5052铝合金在凸底和平底两种模具下的铆接结构。通过改变板材的搭接形式,开展了自冲铆接接头在拉伸-剪切和剥离载荷作用下的力学响应及失效行为分析。结果表明:薄板作为上板铆接可以承受更高的剪切载荷并可增大失效位移。当板厚相同时,平底模具接头的抗剪切能力和抗剥离能力优于凸底模具接头。从宏观角度,凸底模具接头的失效形式主要为纽帽粘附铆钉底部从下板拔出失效,同时有上板断裂失效形式出现;平底模具接头的失效形式为拉脱失效以及上板轻微撕裂而导致的铆钉嵌入下板失效。从微观角度,平底模具剥离接头以上板在铆口的剪切断裂为主要失效原因;对于薄板作为上板的凸底模具单搭接头,失效机理为上板的微孔聚集型韧性断裂;其余因铆钉拔出而失效的接头,其下板铆口处呈现显著的刮擦形貌。

关键词：航空铝合金自冲铆接力学响应断裂失效微观损伤

机加工过程中切削液对航空铝合金零件的腐蚀机理研究

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制造技术与机床 2024年第4期 100-106页

作者：袁世华王宇徐强李连玉戴媛静成都飞机工业(集团)有限公司四川成都610091 清华大学天津高端装备研究院天津300300

机加工过程中航空铝合金零件的腐蚀是一个普遍而又难以解决的问题,这与切削液的长期浸泡有直接关系。文章通过浸泡实验模拟机加工过程中切削液对航空铝合金零件的腐蚀现象,再结合其他实验分析机加工过程中航空铝合金的腐蚀机理。航空铝... 详细信息

机加工过程中航空铝合金零件的腐蚀是一个普遍而又难以解决的问题,这与切削液的长期浸泡有直接关系。文章通过浸泡实验模拟机加工过程中切削液对航空铝合金零件的腐蚀现象,再结合其他实验分析机加工过程中航空铝合金的腐蚀机理。航空铝合金腐蚀区域Al、Mg、Zn和Cu元素含量明显降低;腐蚀区域C和O元素大幅增加,而这些变化与现场液杂质相关。含量较高的Cl-对航空铝合金具有非常强的腐蚀性,含量较高的Ca2+、Mg2+、Na+可以间接加速航空铝合金零件的腐蚀。阳离子杂质一方面提高切削液电导率,加速航空铝合金的电化学腐蚀;另一方面消耗缓蚀剂含量,削弱缓蚀剂的保护作用。文章为机加工过程中航空铝合金零件的保护和切削液缓蚀剂的研究提供一定理论依据。

关键词：腐蚀机理切削液缓蚀性能航空铝合金机加工

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航空铝合金原位腐蚀疲劳性能及断裂机理

材料工程 2022年第6期50卷 149-156页

作者：王付胜孔繁淇王文平陈亚军中国民航大学中欧航空工程师学院天津300300 北京经纬恒润科技股份有限公司北京100191

为了研究不同腐蚀条件下2024铝合金的疲劳性能,首先设计搭建原位腐蚀疲劳平台,然后分别进行无腐蚀疲劳、预腐蚀疲劳和原位腐蚀疲劳实验,分析不同腐蚀疲劳条件下2024铝合金的疲劳断裂行为,最后利用扫描电镜(SEM)表征宏、微观断口特征,探... 详细信息

为了研究不同腐蚀条件下2024铝合金的疲劳性能,首先设计搭建原位腐蚀疲劳平台,然后分别进行无腐蚀疲劳、预腐蚀疲劳和原位腐蚀疲劳实验,分析不同腐蚀疲劳条件下2024铝合金的疲劳断裂行为,最后利用扫描电镜(SEM)表征宏、微观断口特征,探究失效机理。结果表明:相同腐蚀环境和时间下,预腐蚀和原位腐蚀疲劳寿命分别为无腐蚀疲劳寿命的92%和42%;在原位腐蚀疲劳条件下,滑移带挤入、挤出导致表面粗糙度增加,吸附较多腐蚀介质,加剧蚀坑演化,易于裂纹萌生并形成多个裂纹源。裂纹的连通形成更大尺寸的损伤,并在材料内部快速扩展。预腐蚀和原位腐蚀疲劳试件断口观察到大量脆性疲劳条带,并且原位腐蚀疲劳条带平均间距约为无腐蚀疲劳条带间距的2倍,说明原位腐蚀疲劳条件下裂纹扩展速率更快。

关键词：航空铝合金原位腐蚀疲劳疲劳寿命断裂机理

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航空铝合金研究进展与发展趋势

中国材料进展 2022年第10期41卷 769-777,807页

作者：臧金鑫陈军洲韩凯邢清源戴圣龙中国航发北京航空材料研究院北京100095 北京市先进铝合金材料及应用工程技术研究中心北京100095

铝合金广泛应用于飞机主承力框、梁、壁板、蒙皮等部位,占飞机结构重量的40%~70%,是非常重要的结构材料。从最初仅仅满足对强度的需求逐渐扩展到面向耐腐蚀、高强高韧、耐损伤等综合性能要求,国内外航空铝合金在需求牵引与自身的技术进... 详细信息

铝合金广泛应用于飞机主承力框、梁、壁板、蒙皮等部位,占飞机结构重量的40%~70%,是非常重要的结构材料。从最初仅仅满足对强度的需求逐渐扩展到面向耐腐蚀、高强高韧、耐损伤等综合性能要求,国内外航空铝合金在需求牵引与自身的技术进步的双重推动下,至今已经发展至第五代。首先对国内外航空铝合金发展历程进行了简要总结,接着,为进一步推动国产航空铝合金研发和应用,对航空铝合金制备全工艺流程所涉及的热点问题及研究进展进行了总结和讨论,如合金成分设计、熔铸技术、热变形技术、热处理技术等。最后,结合航空装备发展需求和国内技术现状,对我国航空铝合金发展趋势和重要方向提出了建议。

关键词：航空铝合金合金成分设计熔铸热变形热处理

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航空铝合金自冲铆接接头微观失效研究

锻压技术 2023年第1期48卷 121-127页

作者：林森赵伦肖钢韦武霍小乐郭子鑫周光平陈伟何晓聪邢保英 Md Shafiqul Islam 深圳职业技术学院智能制造技术研究院广东深圳518055 贵州大学机械工程学院贵州贵阳550025 昆明理工大学机电工程学院云南昆明650500 布京理工学院机械工程学院瑞典卡尔斯克鲁纳37179

采用自冲铆接技术实现了2A12和6061航空铝合金薄板材料的有效连接,通过进行拉伸-剪切测试,从宏观层面分析了接头静失效形式,从微观层面研究了接头拉脱失效和基板断裂失效机理。结果表明:航空铝合金自冲铆接接头的主要静失效形式为拉脱失... 详细信息

采用自冲铆接技术实现了2A12和6061航空铝合金薄板材料的有效连接,通过进行拉伸-剪切测试,从宏观层面分析了接头静失效形式,从微观层面研究了接头拉脱失效和基板断裂失效机理。结果表明:航空铝合金自冲铆接接头的主要静失效形式为拉脱失效,并有接头伴随纽扣脱落现象,同时有上板断裂和下板断裂的失效形式出现。对拉脱失效机理进行分析,从宏观上发现接头有明显的刮蹭和大幅的塑性形变;从微观上发现,上板的断裂失效机理为沿晶断裂和局部显微孔洞聚集,下板的断裂失效机理为板材上下边缘区域以剪切断裂为主、靠近试样厚度中心区域以微孔洞聚集型正断为主。

关键词：航空铝合金自冲铆接拉脱失效断裂失效显微孔洞

航空用超疏水7075铝合金的高效可控制备及防腐机理

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稀有金属材料与工程 2022年第1期51卷 6-10页

作者：李雪伍王红星石甜张传伟姜小娜周学刚李晨西安科技大学机械工程学院陕西西安710054 清华大学摩擦学国家重点实验室北京100084

采用简单、高效、低成本的刻蚀技术,实现了航空用超疏水7075铝合金的规模化可控制备。阻抗测试表明,制备得到的超疏水7075铝合金的电荷转移电阻增大,双层电容明显减小,耐腐蚀性能得到显著改善。该研究对开拓绿色航空时代、创新合金材料... 详细信息

采用简单、高效、低成本的刻蚀技术,实现了航空用超疏水7075铝合金的规模化可控制备。阻抗测试表明,制备得到的超疏水7075铝合金的电荷转移电阻增大,双层电容明显减小,耐腐蚀性能得到显著改善。该研究对开拓绿色航空时代、创新合金材料腐蚀防护新技术具有重要经济价值和现实意义。

关键词：航空铝合金微纳结构超疏水耐腐蚀防腐机理

基于人工神经网络的航空铝合金激光切割工艺研究

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航空制造技术 2023年第7期66卷 113-117页

作者：刘远洋杨红艳张增焕中国商飞上海飞机制造有限公司上海201324

为了推动铝合金激光切割工艺在航空领域的应用,进而对航空铝合金激光切割工艺进行研究。采用正交试验获取了工艺参数与质量特性的数据样本;再利用Python语言建立一个包含双隐藏层的人工神经网络模型对样本进行学习,通过该模型探究了工... 详细信息

为了推动铝合金激光切割工艺在航空领域的应用,进而对航空铝合金激光切割工艺进行研究。采用正交试验获取了工艺参数与质量特性的数据样本;再利用Python语言建立一个包含双隐藏层的人工神经网络模型对样本进行学习,通过该模型探究了工艺参数同质量特性之间的影响关联并进行预测分析。结果表明,得到的各质量特性预测的平均误差都能控制在10%以内。通过该模型优化获得试验件的尺寸偏差、粗糙度和热影响区宽度的实际测量值和预测值误差分别为8.5%、6.4%和8.2%。

关键词：人工神经网络预测模型激光切割工艺优化航空铝合金

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航空铝合金应变空间弹塑性本构模型

中南大学学报（自然科学版） 2012年第7期43卷 2580-2585页

作者：张舒原吴运新龚海中南大学机电工程学院湖南长沙410083

从应变空间表述的塑性增量本构模型一般形式出发,根据航空铝合金等线性强化材料特性建立应变空间弹塑性本构模型。应变空间本构模型所需参数通过应力空间中对应参数转化得到,材料的屈服准则、流动法则、内变量和塑性模量等准则及参量均... 详细信息

从应变空间表述的塑性增量本构模型一般形式出发,根据航空铝合金等线性强化材料特性建立应变空间弹塑性本构模型。应变空间本构模型所需参数通过应力空间中对应参数转化得到,材料的屈服准则、流动法则、内变量和塑性模量等准则及参量均以应变空间的形式建立,从而构建适合铝合金等线性强化材料的弹塑性增量模型。通过算例计算,证明该模型与应力空间增量本构模型等效。该模型所需计算变量为可在线获得的应变,使应力分析计算大为简化,可以方便地求解应力空间本构模型难以求解的强化材料变形问题。因此特别适合于航空铝合金厚板预拉伸等金属变形加工工艺的应力分析。

关键词：航空铝合金应变空间弹塑性本构模型

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航空铝合金板材搅拌摩擦连接有限元分析

焊接学报 2014年第5期35卷 21-25,114页

作者：汪洪峰汪建利左敦稳宋娓娓段杏林黄山学院机电与信息工程学院黄山245041 南京航空航天大学机电学院南京210016

根据搅拌摩擦连接特点,充分考虑搅拌摩擦连接过程中搅拌针各部位与连接板材之间的摩擦生热及在连接过程中连接板材摩擦系数随温度变化规律,建立了适合搅拌摩擦连接自身特点的动态热元模型,并利用此模型进行了航空铝合金板材搅拌摩擦连... 详细信息

根据搅拌摩擦连接特点,充分考虑搅拌摩擦连接过程中搅拌针各部位与连接板材之间的摩擦生热及在连接过程中连接板材摩擦系数随温度变化规律,建立了适合搅拌摩擦连接自身特点的动态热元模型,并利用此模型进行了航空铝合金板材搅拌摩擦连接过程的有限元分析模拟.通过模拟结果和试验结果对比验证了所建立的动态热源模型和有限元分析过程是合理的.模拟结果显示搅拌摩擦连接残余拉应力主要集中在连接区,且在连接区中间位置出现最大残余拉应力区,连接区两端及其它部位出现残余压应力.

关键词：搅拌摩擦连接残余应力航空铝合金热源模型有限元分析