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TC4自锁螺母三点收口成型工艺有限元仿真研究 被引量:2
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作者 齐增星 梁铖 +5 位作者 吴同一 焦光明 张晓斌 王宝辉 张涛 黎向锋 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2024年第12期2076-2082,共7页
针对TC4钛合金自锁螺母,利用ABAQUS有限元分析软件,采用单因素控制法开展了对不同收口量、收口区域高度及收口速度的有限元仿真数值模拟研究。基于采用的收口工艺,建立有限元仿真模型,介绍了自锁螺母的成型机理。根据仿真结果,观察其收... 针对TC4钛合金自锁螺母,利用ABAQUS有限元分析软件,采用单因素控制法开展了对不同收口量、收口区域高度及收口速度的有限元仿真数值模拟研究。基于采用的收口工艺,建立有限元仿真模型,介绍了自锁螺母的成型机理。根据仿真结果,观察其收口过程,分析收口过程中的内螺纹区域应力应变变化规律,对比不同组参数对仿真结果的影响。结果表明:在自锁螺母收口过程中,应在不出现裂纹的合理范围下,尽可能选取较大的收口量、收口区域高度与收口速度,从而增加内螺纹区域的变形量,增大锁紧力矩,提高产品质量和加工效率。 展开更多
关键词 TC4钛合金 自锁螺母 收口工艺 有限元仿真
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TC11钛合金表面TiN颗粒强化层组织与性能分析
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作者 梁忠伟 林子顺 +3 位作者 唐荟 李天羿 张宇鹏 BALIGASIMA Patrick 《航空制造技术》 北大核心 2025年第3期41-49,共9页
提升TC11钛合金的耐磨损性能对航空发动机关键零部件的安全性能至关重要。基于表面机械研磨处理工艺,通过将研磨球和TiN粉末混合研磨的方式,在TC11钛合金表面实现了晶粒细化和弥散强化,成功制备了基于TiN颗粒增强的强化层,对表面形貌和... 提升TC11钛合金的耐磨损性能对航空发动机关键零部件的安全性能至关重要。基于表面机械研磨处理工艺,通过将研磨球和TiN粉末混合研磨的方式,在TC11钛合金表面实现了晶粒细化和弥散强化,成功制备了基于TiN颗粒增强的强化层,对表面形貌和微观组织特征进行研究,并评估其耐磨损性能。结果表明,处理后的TC11钛合金样品表面粗糙度显著降低,表面硬度和耐磨损性能显著提升。与未处理和仅作普通研磨处理的样品相比,TiN颗粒增强的样品表面粗糙度分别降低了43.29%和23.14%,表面硬度分别提高了9.48%和1.8%,磨痕宽度分别降低了36.18%和33.18%。本文为改善TC11及其他钛合金材料的耐磨损性能提供了一种新的解决方法,对提高航空发动机关键零部件的服役性能具有参考意义。 展开更多
关键词 TC11钛合金 表面机械研磨处理 TiN颗粒 强化层 微观组织与性能
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氯化钾镀锌层表面不同颜色钝化膜的结构及耐蚀性分析
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作者 焦莎 刘燕 +4 位作者 张晓斌 张涛 赵超 王帅星 杜楠 《电镀与精饰》 北大核心 2025年第1期29-36,共8页
钝化是提高电镀锌层防护性能的关键工艺,但镀锌钝化膜往往由于工艺参数差异造成一些色差。对此,论文通过扫描电子显微镜、X射线衍射、动电位极化曲线及电化学阻抗谱较为系统地分析了不同颜色钝化膜在微观结构及耐蚀性方面的差异。结果表... 钝化是提高电镀锌层防护性能的关键工艺,但镀锌钝化膜往往由于工艺参数差异造成一些色差。对此,论文通过扫描电子显微镜、X射线衍射、动电位极化曲线及电化学阻抗谱较为系统地分析了不同颜色钝化膜在微观结构及耐蚀性方面的差异。结果表明,氯化钾镀锌层呈银白色,镀层呈随机取向分布、晶粒尺寸约为35~40 nm,其自腐蚀电流密度高达4.425×10^(-5)A/cm^(2)。钝化处理后镀锌层表面呈网状微裂纹结构、耐蚀性显著提升,但钝化体系及后续干燥方式对钝化膜颜色、微观结构及耐蚀性有较大影响。低铬体系钝化膜整体偏绿、膜层主要为Cr(Ⅲ)的化合物;60℃烘干后钝化膜呈绿紫色,网格结构更为规整,但表面仍存在孔洞。三酸体系钝化膜同时存在Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的化合物、颜色更接近彩虹色,网状裂纹数量多且密集。偏绿和绿紫色的低铬钝化膜耐蚀性接近,但明显不如彩虹色的三酸钝化膜。 展开更多
关键词 镀锌 钝化膜 颜色 微观结构 耐蚀性
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短收尾螺栓的折叠缺陷工艺实验及疲劳特性
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作者 张振峰 许学石 +4 位作者 林忠亮 唐伟 李浩楠 单垄垄 白清顺 《中国机械工程》 北大核心 2025年第1期29-37,共9页
为揭示滚丝参数与收尾构型对折叠缺陷的影响规律,开展了螺纹收尾滚丝成形工艺与疲试实验,分析了不同加工参数下的折叠情况。结果表明:对于收尾区折叠,滚丝转速取较大值、进给量取较小值可有效减少折叠的形成;对于牙底折叠,随着滚丝转速... 为揭示滚丝参数与收尾构型对折叠缺陷的影响规律,开展了螺纹收尾滚丝成形工艺与疲试实验,分析了不同加工参数下的折叠情况。结果表明:对于收尾区折叠,滚丝转速取较大值、进给量取较小值可有效减少折叠的形成;对于牙底折叠,随着滚丝转速、进给量取值的增大,折叠数量先减小后增大;对于疲劳特性,当滚丝转速增大、进给量减小时,由折叠缺陷发展成的疲劳裂纹逐渐减小。因此合理的滚丝工艺参数与收尾槽构型可有效减少螺栓收尾区折叠缺陷数量。 展开更多
关键词 短收尾螺纹 折叠 滚丝参数 收尾构型 疲劳特性
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基于激光超声原理的高强螺栓表面缺陷检测仿真
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作者 魏亮亮 李钊 +3 位作者 杨斌 王宝辉 单垄垄 丁燕红 《机械设计》 北大核心 2025年第S1期170-176,共7页
激光超声检测由于其非接触测量,以及宽频带激励、高灵敏度及可探测微小缺陷等特点,而被越来越多地运用于材料缺陷的检测中。从激光超声基本理论出发,通过有限元建模构建了激光线源热弹激励下的二维平面应变数值模型,系统探究了脉冲激光... 激光超声检测由于其非接触测量,以及宽频带激励、高灵敏度及可探测微小缺陷等特点,而被越来越多地运用于材料缺陷的检测中。从激光超声基本理论出发,通过有限元建模构建了激光线源热弹激励下的二维平面应变数值模型,系统探究了脉冲激光作用下瞬态温度场、应力场及综合声场的动态演化规律。根据表面模型上激光超声传播的基本原理,对缺陷螺栓试件激光超声回波信号进行模拟计算,并分析缺陷深度、位置等因素对回波信号振幅的影响规律,并依此实现缺陷定位。通过有限元数值模拟方法,对含缺陷螺栓试件的激光超声回波信号进行系统计算,定量分析缺陷深度和空间位置等关键参数对回波信号幅值的影响规律,建立缺陷特征参数与声学信号特征的定量关系。 展开更多
关键词 激光超声 高强螺栓 表面缺陷 数值模拟
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40CrNiMo异形件多工位冷镦的工艺仿真与优化
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作者 单垄垄 丁宁 +3 位作者 杨斌 吴琳琅 杨知硕 郑文斌 《机械设计》 北大核心 2025年第S1期177-180,共4页
采用40CrNiMo合金钢制造的紧固件,因其具有台阶孔和六角等复杂几何特征,在冷成形过程中面临加工难度大、易产生缺陷等问题。通过对比模拟结果与实际生产过程,发现折叠缺陷主要是由于金属流动不均匀、模具设计不合理等原因引起的,进而提... 采用40CrNiMo合金钢制造的紧固件,因其具有台阶孔和六角等复杂几何特征,在冷成形过程中面临加工难度大、易产生缺陷等问题。通过对比模拟结果与实际生产过程,发现折叠缺陷主要是由于金属流动不均匀、模具设计不合理等原因引起的,进而提出了一种复合挤压成形的冷镦加工工艺方案,并进行了数值模拟分析。研究结果显示:该复合挤压成形工艺方案实现了各工序成形力的均匀分布,工件损伤值显著降低,有效预防了冷镦开裂现象。经实际生产验证,所制备的零件在台阶孔和六角结构处成形质量良好,未出现任何裂纹缺陷。 展开更多
关键词 40CRNIMO钢 多工位 冷镦变形 有限元模拟 工艺优化
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1T磁场下不同回火时间对25CrMo48V钢碳化物及力学性能的影响
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作者 杨赛玄 董治中 +4 位作者 杨晓斌 孙伟 张慧星 潘慧 董纪 《材料科学与工艺》 北大核心 2025年第4期51-62,共12页
为了探究1T磁场作用下600℃时不同回火时间对25CrMo48V超高强度钢碳化物演变及力学性能的影响,本文将25CrMo48V实验用钢1000℃奥氏体化30min后置于强磁场高温箱式炉中进行回火热处理,保温温度为600℃,保温时间分别为0、10、30.60、180、... 为了探究1T磁场作用下600℃时不同回火时间对25CrMo48V超高强度钢碳化物演变及力学性能的影响,本文将25CrMo48V实验用钢1000℃奥氏体化30min后置于强磁场高温箱式炉中进行回火热处理,保温温度为600℃,保温时间分别为0、10、30.60、180、240min,并利用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对磁场热处理后的试样进行显微组织观察,采用维氏硬度计和电子万能试验机测试其力学性能。研究表明,未回火试样析出M3C和两种MC型碳化物,回火后试样主要有M_(2)C、M_(7)C_(3)、M_(23)C_(6)。型4种碳化物析出,其演变规律为:M_(3)C→M_(2)C→M_(7)C_(3)→M_(23)C_(6)。回火30min时基体中M_(3)C几乎消失,并有M_(2)C、M_(7)C_(3)、M_(23)C_(6)析出。长时间的回火工艺会使部分M,C型碳化物转变为更稳定的M23C型碳化物,其余M_(3)C会重新溶解于回火马氏体基体中。短棒状M,C型碳化物呈链状排列,部分连成长线状M,C,型碳化物。回火过程中析出具有二次硬化作用的Mo_(2)C,使得试样硬度值升高。回火时间过长,则M_(7)C_(3)和M_(23)C_(6)碳化物尺寸粗化,基体内部碳含量降低,硬度值下降。 展开更多
关键词 磁场热处理 25CrMo48V 超高强度钢 碳化物演变 力学性能
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CFRP激光表面预处理及其对胶铆混合连接接头性能影响
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作者 刘方圆 张健 +5 位作者 张晓斌 唐伟 马睿 孟祥庆 崔宇轩 李皓 《材料工程》 北大核心 2025年第8期193-201,共9页
CFRP因其优异的力学性能而被广泛关注,且CFRP与其他材料的高性能连接技术成为航空航天等领域的一个重要研究方向。在实际工程应用中,胶铆混合连接是一种常用的连接技术,而激光表面预处理作为胶接工艺中的重要一环,可以改变材料表面微观... CFRP因其优异的力学性能而被广泛关注,且CFRP与其他材料的高性能连接技术成为航空航天等领域的一个重要研究方向。在实际工程应用中,胶铆混合连接是一种常用的连接技术,而激光表面预处理作为胶接工艺中的重要一环,可以改变材料表面微观结构,能有效提升接头的连接性能。本文针对CFRP材料胶铆混合连接工艺,通过实验确定了激光扫描次数与CFRP表面沟槽深度的对应关系,分析了沟槽深度对接头强度的影响,研究了激光表面处理工艺参数对CFRP/Al胶铆混合连接失效机理的影响规律。结果表明,激光表面预处理后的胶铆混合连接接头比无表面预处理的接头,极限载荷提升了至少4.7%;其次CFRP/Al胶铆混合连接接头剪切强度会随着表面微沟槽深度的增加而增加,但是当其深度超过48μm时,会导致胶接区域出现气泡缺陷,影响整体接头的力学性能。 展开更多
关键词 CFRP 抽芯铆钉 表面预处理 激光处理
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螺栓装配过程有限元分析高效联合仿真研究 被引量:1
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作者 李翔 沈超 +3 位作者 刘钊 刘才山 刘燕 刘超 《北京大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期923-933,共11页
针对目前有限元仿真手段在螺纹紧固件预紧过程研究中的不足,借助ANSYS的APDL,将过盈配合法与直接扭转法相结合,提出一种能够保证计算精度的高效预紧手段。首先通过模拟收口塑性成型过程,获得收口加工前后的螺纹副结构有限元模型,继而实... 针对目前有限元仿真手段在螺纹紧固件预紧过程研究中的不足,借助ANSYS的APDL,将过盈配合法与直接扭转法相结合,提出一种能够保证计算精度的高效预紧手段。首先通过模拟收口塑性成型过程,获得收口加工前后的螺纹副结构有限元模型,继而实现收口防松螺母的装配过程仿真。利用不同的预紧手段模拟装配过程,获得螺纹副承载分布、接触应力状态和扭拉关系。通过对比未收口螺母的数值解与理论解,验证所建模型以及仿真过程的可靠性。通过对比不同预紧手段的计算时间和数值结果,证明联合预紧手段是可靠而有效的。 展开更多
关键词 ANSYS 预紧方法 扭拉关系 螺纹副受力 收口防松螺母紧固件
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TC4自锁螺母小直径螺纹攻丝过程有限元模型的建立及验证 被引量:1
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作者 余浩东 黎向锋 +3 位作者 梁铖 杨乾 李文生 赵彦伟 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2023年第10期79-85,共7页
针对钛合金自锁螺母小直径内螺纹加工容易出现刀具磨损、排屑较难等问题,在直槽和螺尖2种丝锥SolidWorks软件建模基础上,基于ABAQUS软件建立了钛合金TC4攻丝过程有限元仿真模型。考虑到攻丝过程有限元仿真网格数量过大,采用工件局部模... 针对钛合金自锁螺母小直径内螺纹加工容易出现刀具磨损、排屑较难等问题,在直槽和螺尖2种丝锥SolidWorks软件建模基础上,基于ABAQUS软件建立了钛合金TC4攻丝过程有限元仿真模型。考虑到攻丝过程有限元仿真网格数量过大,采用工件局部模型。当工件高度略大于一个螺距P时,对工件圆心角分别为90°、15°和1.5°的攻丝过程有限元仿真进行了对比,结果表明,工件圆心角为15°时的仿真牙型精度高,能避免工件出现缺陷现象。对实际攻丝获得的切屑形态及内螺纹区域金相分析,验证了有限元仿真模型的有效性。通过仿真获得的内螺纹区域应力应变、主切削力(切向分力)和扭矩解释了内螺纹牙底容易出现不连续及过切缺陷的原因。 展开更多
关键词 攻丝 TC4 SOLIDWORKS ABAQUS 模型验证
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7075铝合金冷搓成形本构关系及有限元分析应用研究 被引量:1
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作者 柳涵虚 刘方圆 +5 位作者 王宁 梁龙 张建 唐伟 齐增星 陈明和 《精密成形工程》 北大核心 2023年第11期115-122,共8页
目的研究7075铝合金在高应变速率下的本构关系,并将其应用于有限元仿真分析中,以实现对7075铝合金环槽铆钉冷搓成形过程的精确预测。方法利用霍普金森压杆(SHPB)实验获得7075铝合金在1000~4500 s^(-1)应变速率下的真实应力-应变曲线。... 目的研究7075铝合金在高应变速率下的本构关系,并将其应用于有限元仿真分析中,以实现对7075铝合金环槽铆钉冷搓成形过程的精确预测。方法利用霍普金森压杆(SHPB)实验获得7075铝合金在1000~4500 s^(-1)应变速率下的真实应力-应变曲线。结合静态压缩实验在0.001 s^(-1)应变速率下的结果构建了优化的Johnson-Cook(J-C)本构模型,并应用有限元仿真对7075铝合金环槽铆钉冷搓成形过程进行模拟预测。结果当应变速率由0.001 s^(-1)上升至3000 s^(-1)时,7075铝合金的屈服强度增长较少,但当应变速率由3000 s^(-1)上升至4500 s^(-1)时,屈服强度提高了45 MPa。利用优化的J-C本构模型对真实应力进行预测,其平均相对误差与相关系数分别为0.35%和0.9992。有限元分析结果显示,在成形过程中,铆钉零件任意部位的最大应变速率基本低于4500 s^(-1)。外形预测结果与实际测量值的最大绝对误差为0.08 mm,最大相对误差为3.45%。结论当应变速率由3000 s^(-1)上升至4500 s^(-1)时,7075铝合金展现出了明显的应变率强化效应,优化的J-C本构模型能够准确预测7075铝合金在0.001~4500 s^(-1)应变速率范围内的真实应力。将其应用于有限元分析能够准确预测7075铝合金环槽铆钉冷搓成形过程。 展开更多
关键词 7075铝合金 霍普金森杆实验(SHPB) Johnson-Cook(J-C)本构模型 冷搓成形 有限元分析
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基于有限元仿真方法的镀银层厚度均匀性研究 被引量:2
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作者 刘燕 李文生 +4 位作者 修文波 许彦伟 吴昊 樊金桃 杨彪 《电镀与精饰》 CAS 北大核心 2021年第11期36-41,共6页
采用有限元仿真技术,通过优化阴极工装上层产品距离溶液液面的距离、产品层间距、增加上下电流窃取环等措施,并对比实测镀层厚度值,动态修正阴极工装及仿真参数,提升了螺母挂镀银层厚度及均匀性。阴极和阳极在高度方向上基本实现均匀对... 采用有限元仿真技术,通过优化阴极工装上层产品距离溶液液面的距离、产品层间距、增加上下电流窃取环等措施,并对比实测镀层厚度值,动态修正阴极工装及仿真参数,提升了螺母挂镀银层厚度及均匀性。阴极和阳极在高度方向上基本实现均匀对称分布,选择合适的层间距,都可以减少同一工装上但不同层产品的镀层厚度差异。通过增加电流窃取环,将电流集中的区域由产品转移到了窃取环上,起到了消除产品外侧尖端效应的作用,有效提高了产品镀层的厚度均匀性。对比验证试验结果与仿真结果,两者具有相同的变化趋势,且误差控制在30%以内,最终使螺母内螺纹的镀层厚度达到了8~12μm的要求。 展开更多
关键词 有限元仿真 阴极工装 镀层厚度分布 螺母
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压合衬套冷挤压强化的残余应力的数值模拟 被引量:3
13
作者 林忠亮 白清顺 +3 位作者 唐伟 吴保全 刘烨欣 兰洋 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期188-195,共8页
孔用衬套冷挤压强化的残余应力分布对实现优异的挤压效果起到重要的作用,而被挤压件材料和挤压量对挤压残余应力分布的影响显著。根据非线性接触摩擦理论,建立了基于压合衬套冷挤压强化的三维有限元模型,模拟获得了TB6钛合金、7050铝合... 孔用衬套冷挤压强化的残余应力分布对实现优异的挤压效果起到重要的作用,而被挤压件材料和挤压量对挤压残余应力分布的影响显著。根据非线性接触摩擦理论,建立了基于压合衬套冷挤压强化的三维有限元模型,模拟获得了TB6钛合金、7050铝合金及TC4钛合金材料耳片孔强化的切向残余应力分布情况,并通过残余应力检测实验验证了有限元模拟的有效性;同时,研究了挤压量对耳片孔冷挤压强化残余应力状态的影响,揭示了切向残余应力沿着挤入面、中间面、挤出面以及衬套厚度方向的分布规律。研究结果表明:冷挤压孔强化后的残余应力在沿孔壁厚度方向上分布不均匀,切向残余压应力在中间面的分布区域最广;增大挤压量可以在一定程度上扩大压应力的分布范围,且能够提高区域压应力数值,但是也会引入部分拉应力,易产生褶皱现象;在相同的挤压条件下,TB6钛合金耳片冷挤压后所产生的切向残余压应力在应力数值和分布区域上都具有明显的优势。 展开更多
关键词 压合衬套 冷挤压 孔强化 残余应力 挤压量
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喷涂角度对螺栓表面涂层厚度均匀性的影响 被引量:2
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作者 张云鹏 万冰华 +3 位作者 赵彦伟 马睿 张涛 卢文壮 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第6期2362-2366,共5页
针对工程中采用铝涂料涂覆螺栓时螺栓表面铝涂层易出现的厚度不均匀问题,研究喷涂角度对螺栓表面涂层均匀性的影响规律。对喷涂系统的喷嘴和螺栓进行建模,通过计算流体动力学仿真软件Fluent建立了雾化流场的气液两相流物理模型,使用离... 针对工程中采用铝涂料涂覆螺栓时螺栓表面铝涂层易出现的厚度不均匀问题,研究喷涂角度对螺栓表面涂层均匀性的影响规律。对喷涂系统的喷嘴和螺栓进行建模,通过计算流体动力学仿真软件Fluent建立了雾化流场的气液两相流物理模型,使用离散相模型(discrete phase model, DPM)分析了流场中气相和液相的相互作用,获得了在不同角度下的喷涂流场,预测了螺栓表面液膜沉积厚度。搭建了喷涂试验系统并与模拟结果进行了验证,模拟和试验研究均表明在喷涂角度为30°时螺栓表面涂层均匀性最佳。 展开更多
关键词 喷涂流场 铝涂层 流体仿真 厚度均匀性
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喷涂参数对螺栓表面涂层均匀性的影响 被引量:1
15
作者 张云鹏 李海涛 +3 位作者 鲍思洁 郭冬妮 万冰华 卢文壮 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期263-274,共12页
工程中螺栓喷涂铝涂层时易出现涂层厚度不均匀,会导致螺栓连接的可靠性下降和涂层电偶腐蚀防护作用削弱问题,航空钛合金螺栓表面铝涂层均匀性方面缺乏深入的研究。采用欧拉-拉格朗日法建立雾化流场的气液两相流物理模型,分析喷涂距离、... 工程中螺栓喷涂铝涂层时易出现涂层厚度不均匀,会导致螺栓连接的可靠性下降和涂层电偶腐蚀防护作用削弱问题,航空钛合金螺栓表面铝涂层均匀性方面缺乏深入的研究。采用欧拉-拉格朗日法建立雾化流场的气液两相流物理模型,分析喷涂距离、进气压力和扇面控制压力对螺栓表面涂层厚度的影响,并搭建喷涂试验系统与模拟结果进行比对。结果表明:喷涂距离大小会影响涂料液滴到达螺栓表面时的速度,进而影响涂层厚度和均匀性。进气压力较小时,涂料雾化不彻底,涂层出现不均匀的斑块;进气压力较大时,涂覆的范围较大,单个螺栓表面涂层过薄。扇面控制压力较小时,喷雾集中,螺栓表面涂层较厚;扇面控制压力则会影响喷雾范围,若喷雾集中,螺栓表面涂层较厚,反之螺栓表面涂层较薄。当喷涂距离在190 mm左右,进气压力在0.4 MPa左右,扇面控制压力在0.1 MPa左右时,螺栓表面涂层厚度均匀性最佳。试验证实气液两相流物理模型用于研究喷雾流场和预测涂层厚度分布是可行的。采用欧拉-拉格朗日法模拟螺栓表面喷涂成膜的过程,获得涂层厚度分布规律,能为航空钛合金螺栓表面铝涂层均匀制备提供可行的方法。 展开更多
关键词 喷雾流场 铝涂层 计算流体力学仿真 涂层均匀性
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螺栓根部圆角滚压的残余应力分布及参数优化研究
16
作者 刘婧颖 李浩楠 +3 位作者 徐昊 杨知硕 赵彦伟 白清顺 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第18期60-65,72,共7页
面向高精度钛合金螺栓滚压工艺参数选择的难题,建立了螺栓根部圆角滚压的有限元仿真模型,研究了螺栓根部圆角滚压后残余应力的分布规律,分析了滚压速度、滚压时间、摩擦系数、涂层厚度及滚压力对残余应力分布的影响,获得了优选的滚压工... 面向高精度钛合金螺栓滚压工艺参数选择的难题,建立了螺栓根部圆角滚压的有限元仿真模型,研究了螺栓根部圆角滚压后残余应力的分布规律,分析了滚压速度、滚压时间、摩擦系数、涂层厚度及滚压力对残余应力分布的影响,获得了优选的滚压工艺参数组合。同时,在仿真结果的基础上,以根部圆角滚压残余应力积分中值最小为目标,建立了滚压强化工艺参数及残余应力的优化数学模型,获得了优化后的高精度螺栓根部圆角滚压强化工艺参数,并进行了有限元仿真和试验验证。研究结果为高精度螺栓的圆角滚压强化工艺提供理论指导和技术支撑。 展开更多
关键词 滚压强化 根部圆角 残余应力 参数优化 螺栓
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螺纹短收尾表面折叠形成机理及滚压工艺参数仿真
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作者 林忠亮 张振峰 +3 位作者 许学石 李浩楠 唐伟 白清顺 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第22期243-249,共7页
短收尾螺纹螺栓具有结构紧凑、质量轻、连接可靠等优点,在航空航天领域中被广泛使用。然而在螺栓加工时,收尾区域容易产生折叠缺陷,严重影响螺栓的疲劳寿命。因此需要开展螺纹短收尾表面折叠形成机理及工艺参数影响的研究。首先,建立了... 短收尾螺纹螺栓具有结构紧凑、质量轻、连接可靠等优点,在航空航天领域中被广泛使用。然而在螺栓加工时,收尾区域容易产生折叠缺陷,严重影响螺栓的疲劳寿命。因此需要开展螺纹短收尾表面折叠形成机理及工艺参数影响的研究。首先,建立了螺纹及其收尾滚压的有限元数值仿真模型,分析了短收尾折叠缺陷的形成过程,揭示了螺纹短收尾表面折叠的形成机理。之后,探究了收尾滚压工艺对收尾折叠量的影响,构建了滚压工艺参数-折叠量数学回归模型,并对滚压工艺参数进行了优化。研究结果表明:螺纹短收尾表面折叠主要出现在加工后期,滚丝轮收尾对螺栓螺纹收尾圆弧过渡区域产生挤压作用是造成折叠的主要原因。随着滚压加工的进行,过渡部分厚度越来越小,材料剧烈变形,会进一步导致折叠缺陷的加重。基于构建的滚压工艺参数-折叠量数学模型,分析发现进给量对折叠量的影响显著,随着其取值的增加,收尾折叠呈现先减小后增大的变化趋势。 展开更多
关键词 短收尾螺纹 折叠 滚压工艺 数值仿真
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表面涂层分布对自锁螺栓锁紧力矩的影响研究
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作者 刘本领 张晓斌 +1 位作者 王洪飞 白清顺 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第9期160-163,共4页
涂层自锁螺栓是航空航天领域重要的紧固件。表面涂层对自锁螺栓的锁紧力矩和使用安全等影响显著。为了解决航空航天结构用螺纹连接的松动问题,这里分析了自锁螺栓的防松机制及防松措施,提出整周涂层、对点涂层和半周涂层三种表面涂层分... 涂层自锁螺栓是航空航天领域重要的紧固件。表面涂层对自锁螺栓的锁紧力矩和使用安全等影响显著。为了解决航空航天结构用螺纹连接的松动问题,这里分析了自锁螺栓的防松机制及防松措施,提出整周涂层、对点涂层和半周涂层三种表面涂层分布形式,并完成了预试验分析,确定最佳涂层分布形式为半周涂层,选取涂层材料为NYLON11尼龙胶粉;实施了自锁螺栓半周涂层时常温和高温台架性能验证试验。结果表明,采用整周涂层和对点涂层时,随着螺栓的拧入,出现锁紧力矩过大、涂层破坏和锁紧力矩衰退严重问题;半周涂层时,螺栓拧入时未出现涂层破坏,涂层厚度保证自锁螺栓能自由地通过环规(最大螺纹大径+0.076mm)时锁紧性能优异,常温和高温最大锁紧力矩分别趋于为1.82N·m和1.51N·m附近,常温和高温最小脱松力矩均大于0.22N·m,满足生产需求。 展开更多
关键词 表面涂层 分布形式 锁紧力矩 自锁螺栓 理论分析 试验研究
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固溶与固溶时效热处理对Ti-6Al-4V合金微观组织及力学性能的影响 被引量:1
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作者 王锴 张晓斌 +3 位作者 刘恕骞 刘畅 张先泽 王梓超 《热加工工艺》 北大核心 2024年第8期51-54,共4页
通过对Ti-6A1-4V钛合金螺栓紧固件的热处理实验,比较分析了固溶及固溶时效热处理对Ti-6A1-4V紧固件的微观组织分布的影响,并通过显微硬度计得到了螺栓紧固件各个位置的显微硬度分布。实验结果表明:Ti-6A1-4V螺栓经过固溶处理后,初生α... 通过对Ti-6A1-4V钛合金螺栓紧固件的热处理实验,比较分析了固溶及固溶时效热处理对Ti-6A1-4V紧固件的微观组织分布的影响,并通过显微硬度计得到了螺栓紧固件各个位置的显微硬度分布。实验结果表明:Ti-6A1-4V螺栓经过固溶处理后,初生α组织的数量与尺寸减少而针状α组织的数量增多,并且初生α组织出现了即将溶解的状态。经过固溶时效热处理后,等轴状的初生α相组织变成了大晶粒β相的片层组织,组织分布较为均匀。固溶时效件试样的硬度分布更为均匀,固溶时效可以有效地提高螺栓的硬度,从而达到材料的使用要求。 展开更多
关键词 TI-6A1-4V合金 固溶 固溶时效 螺栓
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CFRP/合金构件抽芯铆接成型机制及钉套变形区参数优化
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作者 桂林景 李皓 +4 位作者 周秩同 胡建清 王安康 单垄垄 张涵 《机床与液压》 北大核心 2024年第17期176-184,共9页
结合仿真及试验的方法,针对机械锁紧鼓包型抽芯铆钉的钉套变形区中高温区域的屈服强度和长度等参数对连接强度的影响规律进行研究。通过建立有限元仿真模型及试验验证,预测钉套变形区的鼓包成型形状与复合材料铆接结构的失效形式,并对... 结合仿真及试验的方法,针对机械锁紧鼓包型抽芯铆钉的钉套变形区中高温区域的屈服强度和长度等参数对连接强度的影响规律进行研究。通过建立有限元仿真模型及试验验证,预测钉套变形区的鼓包成型形状与复合材料铆接结构的失效形式,并对铆接结构的承载性能变化规律进行分析。此外通过建立BP神经网络模型,得到了铆接结构最佳的钉套变形区中高温区域的屈服强度和长度等参数。结果表明:随着钉套构件高温区材料屈服强度的增加和长度的减少,铆接结构件鼓包成型装配力逐渐提升,同时铆接结构也出现承载力峰值,这主要与拉伸过程中鼓包成型区域的变形和复合材料的损伤有关。 展开更多
关键词 复合材料 铆接成型 有限元仿真 BP神经网络
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