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激光冲击与喷丸复合强化对TC4钛合金细节疲劳额定强度截止值dfrcutoff的影响

中国激光 2020年第5期47卷 362-369页

作者：刘亚鹏史志俊赵一昭朱亮刘马宝西安交通大学航天航空学院陕西西安710049 西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室陕西西安710049 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所陕西西安710089 陕西省先进飞行器服役环境与控制重点实验室陕西西安710049

为研究激光冲击与喷丸复合强化对TC4钛合金疲劳性能的影响,在测试不同强化工艺状态(未强化状态、喷丸强化状态、激光冲击强化状态、激光冲击与喷丸复合强化状态)TC4钛合金表面残余应力的基础上,进行了细节疲劳额定强度截止值(dfrcutoff... 详细信息

为研究激光冲击与喷丸复合强化对TC4钛合金疲劳性能的影响,在测试不同强化工艺状态(未强化状态、喷丸强化状态、激光冲击强化状态、激光冲击与喷丸复合强化状态)TC4钛合金表面残余应力的基础上,进行了细节疲劳额定强度截止值(dfrcutoff)试验,并利用ABAQUS有限元仿真分析其表层残余应力分布。试验结果表明:复合强化TC4钛合金的表面残余压应力和dfrcutoff最大,相比于未强化状态分别提高了189.1%和62.3%。仿真结果表明:表面处理会在试样表面形成残余压应力,激光冲击与喷丸复合强化状态试样的表面残余压应力最大,喷丸强化试样的次之,激光冲击强化试样的最小;激光冲击与喷丸复合强化试样中的残余压应力层最深,激光冲击强化试样的次之,喷丸强化试样的最浅。结合试验结果与有限元分析可知,TC4钛合金的dfrcutoff与表面残余压应力和残余压应力层深度呈正相关。

关键词：激光技术 TC4钛合金喷丸强化激光冲击强化复合强化 dfrcutoff 残余应力

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LY12CZ、LC4CS铝合金、30CrMnSiA钢在不同介质下的DFR_(cutoff)值

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材料工程 1997年第6期25卷 22-23,27页

作者：郭洪全许瑞献沈月北京航空材料研究院

对LY12CZ、LC4CS铝合金和30CrMnSiA钢进行了不同环境介质下的“细节疲劳额定强度截止值(DFR_(cutoff))”的试验研究,提供了飞机结构耐久性设计的重要数据。研究表明,不同环境介质对不同材料的寿命影响不同,轻重程度依次是:室温空气,潮... 详细信息

对LY12CZ、LC4CS铝合金和30CrMnSiA钢进行了不同环境介质下的“细节疲劳额定强度截止值(DFR_(cutoff))”的试验研究,提供了飞机结构耐久性设计的重要数据。研究表明,不同环境介质对不同材料的寿命影响不同,轻重程度依次是:室温空气,潮湿空气,3.5％NaCl盐水。

关键词：疲劳额定强度截止值 dfrcutoff 铝合金合金钢

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回填式搅拌摩擦点焊接头疲劳性能研究

回填式搅拌摩擦点焊接头疲劳性能研究

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作者：梁明明河北科技大学

学位级别：硕士

铆接技术作为一种广泛应用于航天航空领域的连接技术,铆钉孔易产生应力集中和增加了飞机重量等问题,采用回填式搅拌摩擦点焊(RFSSW)技术取代铆接技术。针对1.0mm 2A12-T42铝合金RFSSW搭接接头的显微组织、维氏硬度、静力学性能、单焊点... 详细信息

铆接技术作为一种广泛应用于航天航空领域的连接技术,铆钉孔易产生应力集中和增加了飞机重量等问题,采用回填式搅拌摩擦点焊(RFSSW)技术取代铆接技术。针对1.0mm 2A12-T42铝合金RFSSW搭接接头的显微组织、维氏硬度、静力学性能、单焊点疲劳性能、组合焊点疲劳性能和组合焊点细节疲劳额定强度(DFR)性能进行了研究分析,并且对铆接的静力学性能和疲劳性能进行了研究分析,为RFSSW技术在航空航天领域上的应用提供理论参考。试验结果表明:RFSSW技术在搅拌针和套筒的搅拌作用下,接头成形过程经历复杂的热机耦合作用。接头组织由母材至焊点中心依次分为四个区域:母材(BM)、热影响区(HAZ)、热机影响区(TMAZ)及焊核区(SZ)。由于RFSSW接头硬度受组织变化和析出相的影响,因此表面硬度呈圆环状分布,截面硬度整体呈现为“上盆状”。2A12-T42 1.0 mm铝合金RFSSW搭接接头在焊接转速1600 rpm、下扎深度1.2mm、下扎时间2.3 s、回填时间2.7 s、停留时间1 s的工艺条件下,RFSSW接头的剪切力为5.319 kN。铆接接头剪切力为3.212 kN,RFSSW接头剪切力较铆接提高165.6%。RFSSW接头的断裂模式分为塞型断裂和焊核剥离断裂,其中塞型断裂为准解理断裂,焊核剥离断裂为准解理断裂加韧性断裂的混合断裂模式。根据拟合的S-N曲线,计算RFSSW单焊点的疲劳极限为17.1089 MPa,铆接单点的疲劳极限为35.3754 Mpa;RFSSW组合焊点的疲劳极限为15.3083 Mpa,铆接组合点的疲劳极限为40.8427 Mpa;当可靠度R=95%、置信度C=95%时,RFSSW组合焊点和铆接组合点的细节疲劳额定强度截止值(DFR)分别为31.7226MPa和91.9983MPa。RFSSW接头的疲劳断裂模式随着疲劳载荷应力水平的降低,单焊点接头的断裂模式分别为焊核剥离断裂、塞型断裂和眉状断裂;组合焊点接头的断裂模式分别为焊核剥离断裂和眉状断裂,其中焊核剥离断裂均为混合型断裂,眉状断裂均为准解理断裂;铆接单点和组合点接头的断裂模式均为眉状断裂。

关键词： 2A12-T42 RFSSW 铆接疲劳性能 dfrcutoff 焊核剥离断裂眉状断裂

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30CrMnSiA镀镉层厚度优化研究

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装备环境工程 2017年第3期14卷 80-83页

作者：王小龙孙祚东中国特种飞行器研究所结构腐蚀防护与控制航空科技重点试验室湖北荆门448035

目的基于GJB 594A《金属镀覆层和化学覆盖层选择原则与厚度系列》,综合考虑防腐蚀和疲劳性能,对30CrMnSiA镀镉层厚度进行优化。方法开展30CrMnSiA镀镉5个厚度系列的疲劳试验,计算材料的dfrcutoff,研究镀层厚度对疲劳性能的影响。通过中... 详细信息

目的基于GJB 594A《金属镀覆层和化学覆盖层选择原则与厚度系列》,综合考虑防腐蚀和疲劳性能,对30CrMnSiA镀镉层厚度进行优化。方法开展30CrMnSiA镀镉5个厚度系列的疲劳试验,计算材料的dfrcutoff,研究镀层厚度对疲劳性能的影响。通过中性盐雾试验,研究镀层厚度对材料抗腐蚀性能的影响规律,最后综合考虑疲劳及抗腐蚀性能,提出优化后的镀镉层厚度范围。结果镀层厚度控制在5~25μm时,材料的dfrcutoff下降幅度在15%以内,厚度超过25μm后基体材料的DFR_(cutoff)值下降20%。在中性盐雾环境下,厚度控制在12~25μm时,能满足海军飞机一般钢结构件抗腐蚀性能的要求,当厚度超过25μm后,继续增加镀层厚度对抗腐蚀性能的提升并不明显。结论镀镉使材料的疲劳性能降低,其抗中性盐雾腐蚀能力与镀层厚度成正比。针对海军飞机使用环境特点,推荐30CrMnSiA钢结构件的镀镉厚度范围为12~18μm,取上限值。

关键词：镀镉 dfrcutoff 疲劳性能中性盐雾试验厚度优化

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