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激光冲击TA2板料变形的理论分析和实验研究

1引言激光冲击成形是近年来出现的一种柔性洁净的无模成形新方法。初步实验研究表明,激光冲击成形是利用高能激光诱导的高幅冲击波压力的力效应,而非热效应实现金属板料的塑性成形[1~6],在国防工业、航空航天等生产领域具有广阔的应用前景。为控制激光冲击板料成形过程,必须对激光冲击板料的变形进行理论分析,探讨激光能量-冲击波压力-变形量之间的相互关系。本文提出一种可用于定量地确定激光能量-冲击波压力-变形量之间的相互关系的新方法,即在实验的基础上借助于Origin软件的曲线拟合功能建立冲击波压力随时间变化的函数关系,据此建立板的冲量与板的动能之间的关系,再利用能量原理建立板的动能与板的塑性变形之间的关系。2激光冲击板料变形的压力分析图1为激光冲击板料变形原理图。冲击波的压力大小及其分布对板料变形及其轮廓形状有很大影响。为了提高激光冲击波的峰值压力,延长压力的作用时间,在激光冲击成形中采用能量吸收层加约束层的能量转换体技术,把激光能量转变成...  (本文共6页) 阅读全文>>

上海交通大学
上海交通大学

脉冲激光冲击成形的理论与实验研究

激光冲击是一个复杂的瞬态过程,涉及到传热学、动力学、材料科学、激光技术和计算机技术等多门学科。激光辐射到金属靶材表面后,在极短的时间内,激光的被吸收、等离子体的产生、等离子膨胀爆炸形成冲击波、冲击波的约束和冲击载荷下板材的动态响应过程,以及激光冲击波对材料的微观组织的影响和材料的力学性能的变化等等诸多因素相互影响。激光冲击成形变形场的分布和动态响应的过程是研究激光冲击成形的一个关键问题,由于成形过程耦合因素多,加载时间极短,甚至短到纳秒级,以往的研究对许多影响冲击处理的因素作了大量的假设和一些定性的分析,对激光冲击成形的成形机理、变形场的理论计算和模拟、冲击成形处理的规律需要开展进一步深入的研究。单脉冲的激光冲击成形的研究可以更加简明更加直观地反映出激光冲击波的作用机理,建立板材变形量与激光参数、约束边界、材料的性能和作用时间等参数的关系,为分析各种参数对成形过程的影响提供有力的依据。单脉冲激光冲击成形的动态响应过程的分析和理论...  (本文共127页) 本文目录 | 阅读全文>>

《稀有金属材料与工程》1991年01期
稀有金属材料与工程

TA2热交换器在心脏直视手术中的应用

鼓饱式氧合器自1950年由aarkGoflan设计以来,便一直是心脏外科直视手术的重要仪器设备,从先天性心脏病、辫膜置换到心肺移植等,促使心脏手术不断发展.氧合器的主要组成件—热交换器也在不断改进,形状从套筒、双管、平板到盘管、波纹式等。材料也从不锈钢、铝到塑料、钦等.心脏外科手术用钦热交换器是由西安医科大学第一附属医院和宝鸡有色金属加工厂首先研制的。 氧合器一般由热交换器、发饱装置、过滤消泡装置及储血瓶构成.本实验用热交换器采用TAZ材料经焊接而成,小号热交换器尺寸如图1所示,它主要由壁厚1毫米的内外管、两端堵头、直径10毫米的进出水管和带螺纹的圆形法兰组成,分大、中、小三种型号.要求每分钟有30(刃一芍以沁毫升血液与热交换器接触,表面光洁度在勺9以上,焊接质量可靠,除此以外还应注意以下各点: 1.选材时内管内表面和外管外表面必须平整光滑,特别是对内管内表面要求更严格,以便于成形加工。 2.因钦的导热性能较差,在不影响焊接质量...  (本文共2页) 阅读全文>>

江苏科技大学
江苏科技大学

TA2和40Cr钢的激光焊接研究

本课题对TA2与40Cr钢进行了激光焊接试验,分析了接头中添加过渡层金属后,TA2与40Cr钢的焊接性,从而确定以金属V、Cu组成复合过渡层,其中V的厚度为0.3mm~0.7mm、Cu的厚度为0.5mm~1.5mm。研究复合过渡层的不同厚度组合及不同激光焊工艺参数对接头组织和性能的影响。通过光学显微镜、扫描电镜、XRD等分析测试手段对接头的组织、断口形貌和物相进行分析,通过抗拉强度和显微硬度测试对接头的力学性能作出评价。采用ANSYS软件对TA2/40Cr钢添加0.3mmV/1mmCu过渡层金属与添加0.7mmV/1mmCu过渡层金属的激光对焊的温度场和应力场进行数值模拟,并通过实测残余应力对模拟结果进行验证。研究结果表明:在TA2/40Cr钢对接接头中加入0.5mmV/0.5mmCu复合过渡层金属后进行激光焊接,无法实现TA2与40Cr钢的可靠连接,接头焊后即发生开裂,断口处有脆性Ti-Cu系列化合物,但未发现Fe-Ti间脆性...  (本文共89页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安理工大学
西安理工大学

TA2与0Cr18Ni9薄板的储能焊研究

钛/钢复合结构结合了钛的耐蚀性和钢的优良力学性能,在船舶、电力、石油化工和航空航天等行业应用广泛。但钛和钢的物理、化学性能差异较大,焊接区极易形成多种脆性金属间化合物,而致开裂,接头力学性能低劣。本文应用储能焊技术对TA2与0Cr18Ni9薄板实施快速凝固连接,旨在抑制脆性金属间化合物,提高接头性能。并通过添加Ti-Fe-Ni-Cr-Co、Ti-Fe-Ni-Cr-Cu、Ti-Fe-Ni-Cr-Co-V、Ti-Fe-Ni-Cr-Co-Cu四种中间层,研究了熔核金属高熵化特性及其对接头组织和性能的影响。研究结果表明:TA2/OCr18Ni9薄板直接储能焊的熔核横截面整体呈枣核状。钛侧熔核主要为细密柱状晶+等轴晶组织,其内部发现多条裂纹,最长达100μm。结合界面近钛侧形成TiFe化合物层,厚度约为30μm;结合界面处形成厚度约为5~8μm的对向生长组织,主要为TiFe、TiFe2脆性金属间化合物,其上有多条垂直于钛/钢结合界面裂纹;...  (本文共77页) 本文目录 | 阅读全文>>

《热加工工艺》2016年23期
热加工工艺

轧制后退火对TA2钛板成形性能的影响

钛及钛合金由于其密度低,耐蚀性优异和生物相容性高而被广泛应用在化学、核能、生物、能源、电子以及民用工业中。据报道,日本主要的钛应用就是纯钛板[1-3]。在我国,TA2纯钛也被广泛关注。众所周知,冷变形及随后的再结晶退火是纯钛板常用的处理方法,而成形性是纯钛板的重要性能。杯突试验是测定板料成形性能的重要试验方法之一[4]。通过杯突值来衡量板料的成形性能,已成为一种测定材料成形性的标准试验[5-6]。纯钛往往具有较低的杨氏模量和较大的平面各向异性,它不适合进行冲压成形。研究不同前处理状态下纯钛的成形性能极为必要。本文通过对TA2纯钛轧制变形后的试样和经过退火试样进行杯突试验,测量其成形性能,研究显微组织对其成形性能的影响。1试验材料与方法1.1试验方法杯突试验设备是万能薄板成型试验机(BCS-50AR),试验示意图如图1所示。试验参数为:控制载荷0.3k N,压边力30k N;凸模速度10mm/min。在试验过程中球形冲头的进给速度...  (本文共4页) 阅读全文>>

《口腔材料器械杂志》2005年02期
口腔材料器械杂志

钛(TA2)化学抛光工艺的实验研究

纯钦用于口腔修复有极好的生物相容性,并具 有一定的强度,适合制作义齿基托、愕杆、舌杆、全 冠、种植体等。在4个牌号的纯钦(中国牌号有TAO、 TAI、TAZ、TA3)产品中,以钦(T A2)强度最为适合各 类修复体的应用I1]。但目前,作为难加工材料,钦的 抛光加工是影响其在牙科领域广泛应用的障碍之 一。对钦铸件表面施行机械磨光,易发生磨头粘连, 导致铸件表面产生二次烧裂伤,使铸件表面变得暗 淡l2]。化学抛光具有抛光效率高,加工精细,表面质 量好等优点,将是改善钦义齿表面质量,提高钦义齿 加工效率的重要途径。金属的化学抛光是一种高级 表面精饰处理方法,其机理可作如下解释l3]:金属在 化学抛光液中,由于酸的氧化作用,表面形成一层较 厚的粘液膜,这层粘液膜在金属表面较凸的部位较 薄,较凹的部分较厚;同时,由于酸的还原作用,使金 属表面发生溶解反应,溶解的金属离子向溶液中扩 散时,在金属表面较凸的部位扩散快,金属溶解速度 快,在金...  (本文共4页) 阅读全文>>