非线性超声调制频谱识别铝合金板材的疲劳裂纹

1铝合金板材在车身上的应用近年来,越来越多的铝合金板材用于汽车车身上,这与保护环境和节约能源的两大课题有关,这两大课题在汽车技术方面主要研究如何降低温室效应气体的排放,提高燃油经济性,而解决这些问题最有效的方法就是减轻车辆质量。采用高强度钢板(hss)等轻量材料就是为了减轻车辆质量,而

研究了真空钎焊用铝合金板材的特性，观察了钎焊前与钎焊后的组织变化。说明了钎焊焊缝的三个区域的组织特征，熔蚀深度与焊缝厚度的关系，钎焊料对芯材的熔蚀情况，钎焊性能受钎料（包复层）和芯材成分以及组织特，大的影响。

厚度尺寸（宽*长），单位：mm装夹方式装夹厚度备注 小于100*200虎钳2.5-3 大于100*200锁底板1.5-2.5 小于100*200虎钳2.5-3 大于100*200锁底板1.5-2.5 小于100*200虎钳2.5-3 大于100*200锁底板1.5-2.5 小于100*200虎钳2.5-3 大于100*200锁底板1.5-2.5 小于150*250虎钳2.5-3 大于150*250锁底板1.5-2.5 小于150*250虎钳2.5-3 大于150*250锁底板1.5-2.5 小于150*250虎钳2.5-3 大于150*250锁底板1.5-2.5 小于150*250虎钳2.5-3 大于150*250锁底板1.5-2.5 小于150*250虎钳2.5-3 大于150*250锁底板1.5-2.5

铝合金板材冲压成形技术

. . 《铝合金板材热轧工艺制度设计》 专业课程设计 专业：机械设计制造及其自动化 班级： 姓名: 学号: 指导老师:吴运新 . . 目录 一、《铝合金板材热轧工艺制度设计》题目内容 二、轧机的选择 三、热轧工艺制度的确定 1、热轧温度与锭坯加热 1)、热轧温度 2)、锭坯加热 2、热轧压下制度 1）、总加工率的确定 2）、道次加工率的确定 3）、轧制道次的确定 4）、轧制参数选取及各道次轧制力计算 3.冷却润滑 四、热轧工艺流程图 五、参考文献 六、附件 . . 铝合金板材热轧工艺制度优化 一、《铝合金板材热轧工艺制度优化》题目内容 1）、合金牌号：1050a系列合金。 1050铝合金为纯铝中添加少量铜元素形成,具有极佳的成形加工特性、高耐 腐蚀性、良好的焊接性和导电性。广泛应用于对强度要求不高的产品,如化工仪 器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零件、热

铝合金板材冲压成形技术

针对5083铝合金板材的v形弯曲进行研究,并以该铝合金板材弯曲成型的几种影响因素进行有效分析,通过对铝合金板材弯曲变形实验分析,得出结果是5083铝合金板材的弯曲回弹角大小与屈服强度有直接关系,其屈服强度越大回弹角就会越大,或者弯曲半径加大也会产生回弹角增加的现象;回弹角的减小主要影响因素有两点一是弯曲角加大,二是开口度增加等.

铝合金板材施工工艺 一、铝合金板材施工要点 1、板的顾放和搬运应注意以一下要求：铝合金板应倾斜立放， 倾斜角不大于10。地面上应垫上厚三合板；搬运时应两人抬起，不 要推拉以免坏表面氧化膜或涂层。工作台面应平整，无硬物，不可伤 及铝合金板表面。 2、铝板加工要点： a、单层金属板(单层铝板、不锈钢板)应冲压成槽形，即四边均 需折边。两折边连接处用角码固定。当镶板面较大时，可用加强肋加 强；单层铝板的加强肋的固定，可采用在铝板上用电栓焊固定螺栓， 加强肋用螺接固定，也可以采用结构装配方法有结构密封胶将加强肋 固定在单层铝板相应位置上；其余金属板一般采用结构装配方法固定 加强肋；槽形板的加强肋必须与板的折边连接。 ｂ、铝合金板幕墙组件安装完毕后，对组件与组件缝应用胶长嵌 实或涂建筑密封胶密封，涂胶前应对涂胶表面净化，施涂完毕后，应 对胶缝表面刮平处理。 ｃ、加工前注意事项：储存时以1

以某牌号铝合金板材热处理性能不合格问题为例,介绍了材料特性和淬火时效热处理规律。结论认为淬火水温是影响固溶效果的重要因素,高温季节水温过高是导致薄板产品淬火不充分以及时效后机械性能不合格的原因。

汽车用沙特铝合金板材

在20℃～300℃的温度范围内,分别对7b04-t6和6061-t6铝合金薄板进行了单拉试验,结果表明,7b04-t6高强度铝合金的断后延伸率和拉伸极限应变在温热状态下都有显著的提高,比较适合于温热成形,而6061-t6则不太适合。另外,基于fields&backofen本构方程,对7b04-t6在不同温度状态下的强化规律进行了分析和探讨,结果表明,随着温度的逐渐升高,应变强化指数n值不断减小,应变率敏感系数m值则显著增大,应变率强化明显增强,这也是在温热状态下其成形性能提高的主要原因。

随着方舱和车载电子设备轻量化设计的要求,对铝合金结构件的使用日益增多,其工程设计要求也不尽相同。通过对车载方舱使用的各种铝合金板材的理化性能比较,从工艺设计角度为设计人员在满足各种设计要求的选材上,提供了优选依据。

以5083铝合金板材的v形弯曲为研究对象,探究了影响板材回弹的几种因素。结果表明:5083铝合金板材的屈服强度越大其回弹角也越大;随着弯曲角的增加,回弹角减小;弯曲模具开口度增加,回弹角减小;相对弯曲半径增加,回弹角增加;v形弯曲部分的板材会减薄,对于相同的弯曲角,相同型号的试样,弯曲半径越小,则弯曲减薄量越大;而使用相同尺寸的弯曲半径时,弯曲角度越大则减薄量越大。

通过对7804-t6、6061-t6铝合金薄板分别进行在同等温度下单拉实验分析,得出:在温热状态下,7804-t6铝合金薄板的延伸性能、拉伸应变性能都要优越于6061-t6铝合金薄板,温热成型效果相对良好,并且强度满足生产使用要求.同时也对不同等温度下7804-t6铝合金薄板进行强化规律分析,得知在温度发生逐渐升高的状态时,拉伸应变强化指数也会以逐渐减小的状态发展,应变率敏感系数逐渐加大,因此,成型性能在温热状态下发挥的更好.

通过有限元对铝合金板材中心孔裂纹尖端处塑性区模拟计算,说明在裂纹尖端产生了较大的塑性区,并相应地计算出塑性区的大小。本文通过有限元模拟2124铝合金板材中心孔裂纹扩展情况。铝合金材料为典型的脆性材料,2124铝合金板材在疲劳加载情况下会先进行弹性形变,达到屈服强度后进行塑性形变。本文对2124铝合金板材进行有限元模拟时,先采用线弹性模型,计算裂纹扩展的应力强度因子,然后采用弹塑性模型,计算裂纹尖端的塑性区大小,从而进一步对裂纹尖端应力强度因子进行修正。在建立有限元模型时,以二维的ramberg-os-good(r-o)本构为基础,采用参数化的方式,这样是为了可以更好地对有限元程序进行调试。在有限元网格划分时,由于在相同精度下四边形单元的计算效率是三角形单元的几倍,所以采用四边形单元,提高计算精度。有限元建模时,采用plane42、solid45和solid95三种单元,plane42单元用于建立2d网格,solid45单元用于建立3d网格,而solid95单元则是用于引入奇异单元。同时,由于试样模型对称性,所以取1/4模型来进行计算。在计算裂纹尖端应力强度因子及塑性区大小时,采用恒δk方式和增δk两种加载方式来进行计算。首先在恒δk下,计算出相应的应力强度因子,其值和理论值相吻合,同时观察得到的塑性区形状与理论形状相似,计算塑性区尺寸大小,首先证明有限元程序的正确性。进一步有限元模拟计算在增大δk情况下不同预裂纹长度下塑性区的变化情况。经过有限元计算得到的塑性区尺寸大小,最后可以近似用经验公式表达。

2e12铝合金是一种比较理想的飞机蒙皮材料,为了更好地预测2e12铝合金的疲劳寿命,文章以2e12试件为研究对象,进行疲劳试验,获得材料的s-n曲线,利用灰色系统理论建立gm(1,1)模型和等维灰度递补gm(1,1)模型,生成预测模拟值,将模拟值和试验数据进行残差检验,验证预测数据的准确性,从而得出模型预测s-n曲线。计算表明,gm(1,1)模型和等维灰度递补gm(1,1)模型的预测模拟值与初始数据基本一致,模型预测s-n曲线与材料s-n曲线吻合程度较高,因此,可通过以上模型实现对2e12铝合金板材的疲劳寿命预测。

基于高周疲劳弯曲实验,研究了航空用铝合金板材al7475-t3的各向异性疲劳行为.结果表明:轧制后形成了扁平长条状结构的7475-t3铝合金具有良好的耐疲劳损伤性能.在室温弯曲加载条件下,从3个平面(s-t,s-l,t-l)截取的光滑试样的疲劳极限最高可达200mpa,除在t-l面上表现为各向同性外,其余两面的疲劳性能均表现出各向异性.采用以最弱链接理论为基础的概率疲劳准则,分析了铝合金板材中疲劳裂纹产生的可能性,但模拟结果与实际相差较远.综合考虑晶粒有效滑移长度和夹杂物尺寸两因素,对疲劳极限的影响进行模型计算,得出的kitagawa曲线与实际情况比较吻合.

介绍了自冲铆是一种无需预钻孔的薄板新型连接技术及自冲铆的工艺特点。参照国家标准疲劳试验方法,针对5052—h32铝合金板材单搭自冲铆接头进行了疲劳试验,测得其疲劳强度为45.9mpa。分析了自冲铆接头的疲劳失效机理,发现微动磨损是导致其失效的主要原因。

对2a12铝合金板材加工成形过程中局部出现裂纹的原因进行了研究,金相与能谱分析证明由于金属内部组织中存在氧化夹杂物,在板材轧制过程中形成夹杂分层,导致板材加工变形时因应力集中而开裂。并从熔体炉内精炼处理、在线净化等方面提出了解决措施。

由于腐蚀坑不同位置的应力状态的差异,由腐蚀坑萌生的裂纹扩展行为仅仅用应力强度因子分析无法得到准确预测。考虑裂纹闭合效应的存在,本工作对于这种裂纹的应力场进行了分析,研究了其几何尺寸在裂纹扩展过程中的变化,理论分析表明这种几何形状的变化与材料形状以及应力范围的大小关系不大。对于裂纹扩展的几何形状变化的验证性试验的试验结果与理论分析的结果吻合程度良好。

为了查明某批次5083铝合金板材表面出现的裂纹的本质及形成的原因,在带有裂纹的板材上取样进行试验研究。通过宏观组织和显微组织检查,以及能谱分析,结果表明,由于铸锭表面存在一定深度和长度的凹痕处聚集了氧化物和非金属元素,造成铸锭经轧制后在板材上形成了贯通其表面的裂纹。

在没有任何损伤的铝合金薄板中,主要表现为原子间的非线性,以至于非线性声学特征不明显并很难测量;然而当铝合金薄板中出现疲劳损伤时,将产生明显的非线性声学特征,这对于识别铝合金薄板中的疲劳损伤十分有利。推导超声波在含有疲劳裂纹的固体金属中传播时非线性声学特征方程。利用非接触激光测振仪、任意波形发生器、数字示波器和计算机等组建铝合金薄板疲劳裂纹试验系统,并以含有疲劳裂纹的2024铝合金薄板为研究对象,利用该系统,在单频超声波即中心频率为270khz激励下,对超声波在2024铝合金薄板中传播的非线性声学特性进行试验研究。结果表明,高次谐波可作为表征疲劳裂纹或缺陷的特征量。根据不同点的扫描结果,获得时域峰值幅度和频率幅度与扫描位置之间的关系,由此可大致确定疲劳裂纹的位置。