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航空铝合金残余应力消除及评估技术研究

7000和2000系列变形铝合金具有优良的力学性能与加工性能等,因此广泛地用作各种军用与民用飞机的主要结构材料。航空铝合金为了获得高强韧性,必须进行固溶与时效处理,在淬火过程中产生很大的淬火残余应力。残余应力直接影响航空铝合金结构件的疲劳强度、抗应力腐蚀能力、尺寸稳定性与使用寿命,并导致后续机械加工过程中,由于材料内部的残余应力的释放,容易产生很大的加工变形。因此,研究航空铝合金残余应力控制与消除技术是极为重要的。本论文的研究工作,主要有以下几个方面:1.研究了铝合金构件内部残余应力的测试与评估技术。首先概述了国内外残余应力测试技术的研究历史与现状,在此基础上,分析了逐层钻孔法、X射线法测量航空铝合金结构件表层残余应力的原理与方法。其次,基于线弹性断裂力学原理,研究了一种被称为裂纹柔度法的残余应力测试新技术,详细分析了其测定原理、方法与实验装置。实验测定了7075铝合金板材在T73、T7351、T7352、T7353状态下的全厚  (本文共135页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京科技大学
北京科技大学

H型钢矫直机理及有限元动态仿真研究

H型钢作为一种经济断面型钢,具有重量轻、承载能力大、外形美观、易于铆接、节约工时、降低造价等优点,已被广泛应用于工业与民用钢结构中,具有广阔的应用前景。但是,由于H型钢的断面结构相对其它形式型钢存在着腰高腿薄等特点,矫直时因稳定性问题,只能通过压下腹板进行整体矫直,这样就存在局部变形过大,合理压下量设置问题,因此,H型钢矫直过程研究和实践研究有很多难点问题。本文针对H型钢的特点,综合应用弹塑性有限元理论,结合解析方法、计算机仿真和测试、试验研究等手段,首次对H型钢的矫直机理进行了较为全面的研究,工作主要内容及成果有:1、理论分析了矫直时H型钢腹板对断面塑性变形程度的影响,得出分析H型钢反弯挠度时可以将断面简化为对应的两块矩形这一结论。研究了H型钢辊式矫直反弯挠度的解法并得出了九辊变辊距矫直的解析解,得出了各辊处弯矩、矫直力和反弯挠度的解析关系;提出并验证了根据H型钢断面塑性变形区大小来确定各辊矫直弯矩从而求解压下挠度这一思想。针...  (本文共140页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
南京航空航天大学

航空铝合金厚板初始残余应力及其对铣削变形影响的基础研究

在我国新一代飞机研制中,大量采用整体结构件。整体结构件具有尺寸大、壁薄、加工精度要求高等特点,加工变形是其制造中存在的突出问题之一,它直接制约重点型号工程研制生产的进度和质量。因此,开展航空整体结构件加工变形研究具有重大的现实意义。本文作为总装备部“十五”预研项目“复杂结构件加工变形控制技术研究”的主要组成部分,以航空铝合金厚板为对象,研究重点定位在其初始残余应力分布规律及其对数控铣削加工变形的影响。本文所完成的主要工作如下:1、铝合金预拉伸厚板内部残余应力的测试方法研究针对厚板内部残余应力测试这一技术难题,在现有测试技术研究的基础上,结合铝合金厚板的特点,提出了一种新的测试方法——改进剥层法。运用弹性力学理论对该方法进行了详细推导,为厚板内部残余应力测试提供了一条新途径。2、铝合金预拉伸板内部残余应力分布规律的研究通过试验研究对改进剥层法测试理论的测试精度及工程实用性进行了分析和评估。在此基础上,首次对国产LY12、美产705...  (本文共134页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京理工大学
南京理工大学

复合材料身管残余应力研究

复合材料身管在加工过程中,由于固化温度、缠绕张力等因素的影响,在身管中产生一定量的残余应力。本文旨在对带金属内衬复合材料身管中的残余应力进行研究,为复合材料在火炮身管中的应用提供理论指导。本文的研究内容主要体现在以下几个方面:1、基于各向异性复合材料力学理论和板壳理论建立了复合材料层合板和带金属内衬复合材料身管固化过程中的热残余应力模型,采用Fortran语言编程求解该模型。讨论了复合材料树脂的体积含量、固化温度、金属内衬和复合材料层的厚度、身管的内径等因素对热残余应力的影响。2、建立了缠绕过程中纤维缠绕张力在复合材料身管中产生的残余应力模型,考虑了刚缠绕的最外层复合材料对内部材料层的放松,并且编写程序进行计算。讨论了复合材料的纤维方向、缠绕张力、金属内衬和复合材料层的厚度、身管的内径等对残余应力的影响。3、采用小孔释放法对复合材料层合板和带金属内衬复合材料模拟身管中的残余应力进行测试。应用复合材料力学理论推导了通孔法测复合材料...  (本文共140页) 本文目录 | 阅读全文>>

山东大学
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航空铝合金残余应力及切削加工变形研究

航空整体结构件具有结构复杂、尺寸大、材料去除率高、薄壁部位多、刚性差等特点,在加工过后,零件通常会出现弯曲、扭曲或弯扭组合等变形,加工精度难以达到设计要求。本文以航空铝合金7050-T7451为研究对象,围绕引起整体结构件加工变形的主要因素,即毛坯初始残余应力的释放与重分布,铣削加工引入的残余应力,以及铣削力、铣削热和装夹载荷的作用,借助理论分析、实验研究和数值模拟等研究手段,研究影响变形的各因素在加工的各阶段所起的作用及引起的变形形式,明确整体结构件加工变形的产生机理,从而为航空整体结构件的加工变形的控制和工艺参数优化提供理论依据。分析航空铝合金预拉伸板7050-T7451内部残余应力的产生机理,指出毛坯初始残余应力主要在热轧和固溶化淬火工艺过程中产生,采用预拉伸的方法进行消减;基于裂纹柔度法测量铝合金厚板内部残余应力的分布规律,采用有限元法计算得到测试试样的裂纹柔度函数,在分析应力计算不确定度来源的基础上,研究裂纹柔度法中插...  (本文共175页) 本文目录 | 阅读全文>>

《国际学术动态》1998年02期
国际学术动态

残余应力研究概况

第5届国际残余应力学术会议(The Fifth International Conferenee on Residual Stresses)于1997年6月16日至18日在瑞典的林雪平召开,与会代表有253人,来自29个国家和地区。会上交流论文271篇。会上确定,第7届国际残余应力学术会议(ICRS一7)于2004年在我国西安召开。第6届已在上次会议上确定于2000年在英国牛津召开。 残余应力对材料制备、元器件和零部件的制作与使用都有很大的影响。但是,直到目前为止,在残余应力的产生、测量、控制和调整以及它对各种性能的影响等方面仍有许许多多的问题没有解决。而且,随着新型材料、先进工艺和精细元器件的不断涌现,残余应力问题变得越来越突出,因此,各工业发达国家都投人大量的人力和物力,以期在学科和工程两方面都取得较大的进展。 从本次会议看,当前残余应力的研究有以下特点。 (l)材料制备、元器件和零部件制作过程中产生的残余应力的试验测定或理...  (本文共2页) 阅读全文>>