计及表面残余应力的旋转凸凹型纳米圆板失稳分析

根据纳米材料表面残余应力和弹性板小挠度理论,建立旋转凸凹型纳米圆板横向振动微分方程,采用微分求积法得到不同条件下凸凹型纳米圆板的无量纲复频率随无量纲角速度和无量纲表面残余应力参数变化情况。研究结果显示:在周边固支和简支条件下,旋转凸凹型纳米圆板均发生第1阶发散失稳现象。在其他条件一定的情况下,周边固支凹型纳米圆板的临界失稳角速度小于凸型纳米圆板,周边简支凹型纳米圆板的临界失稳角速度大于凸型纳米圆板。临界失稳角速度随着表面残余应力的增加而增大,临界表面残余应力随着无量纲角速度的增加而增大。

钛合金的已加工表面残余应力的数值模拟

为了揭示高速切削对航空钛合金加工表面残余应力的影响,利用三维斜角切削有限元模型对钛合金Ti6Al4V的高速切削加工过程进行了模拟,获得了不同切削速度和不同切削深度下的已加工表面残余应力分布.模拟结果表明:切削速度对已加工表面残余应力具有重要影响,而切削深度对已加工表面残余应力影响较小;已加工表面层残余应力为拉应力,沿深度方向由拉应力逐渐过渡到压应力;3个主方向的残余应力值随切削速度的增加而增加,而随切削深度的增加无明显变化;切削速度和切削深度对残余应力层的厚度影响都很小.

钛合金铣削加工表面残余应力研究

金属切削加工引起的残余应力对零部件变形、疲劳性能有重要影响,通过选择合适的加工参数对其进行控制是可能的。目的在于研究钛合金铣削加工中铣削参数对已加工表面残余应力的影响,利用X射线衍射技术测量进给方向和铣削方向的残余应力。为保证X射线应力测量精度,采用摇摆法和峰拟合定峰方法。试验结果表明,钛合金顺铣加工表面残余应力表现为压应力,主要是由于刀具后刀面与已加工表面的挤光效应起主导作用所致。沿铣削方向和进给方向,切削参数对工件表面残余应力影响具有差异性。通过控制切削参数有可能生成定制化的应力。

切削速度对工件表面残余应力的有限元模拟

针对正交切削加工建立了平面应变模型;利用通用的有限元软件,对所建立的模型进行模拟,得到了不同切削速度下工件表面残余应力模拟结果,并对这些结果进行了比较分析,得出切削速度对工件表面不同方向的残余应力的基本影响规律。

高速铣削加工铝合金表面残余应力研究

基于Doelle-Hauk方法测量了铣削加工铝合金工件表面的残余应力状态,结果表明,应力主平面与试样表面基本平行,说明铣削加工铝合金表面的残余应力近似处于二维平面应力状态。在分析了织构对残余应力测试影响的基础上,采用X射线衍射法中的回摆法测量了铣削加工工件表面不同切削几何位置、不同转速下残余应力的分布规律。为了对残余应力的分布作出解释,采用Kisterler测试仪测试了不同主轴转速下切削力的变化规律;建立了双刃斜角切削有限元模型,得到了单个切屑形成时已加工工件表面的切削温度场。最后,从热力耦合的角度对残余应力的形成机理进行了研究。

TC17钛合金高速铣削参数对表面残余应力影响研究

为了获得高性能航空发动机用TC17钛合金材料高速铣削过程中铣削参数对残余应力的影响规律,采用单因素实验法,使用硬质合金刀具进行了高速铣削TC17钛合金实验,建立了铣削速度、每齿进给量和铣削深度对表面残余应力的影响关系,并对影响机理进行了分析。研究结果表明:硬质合金刀具高速铣削TC17钛合金时,冷塑形变形引起的残余压应力占主导地位;试件表面的残余压应力都随着铣削速度和每齿进给量的增加而降低,而随铣削深度的增大而增大。以低应力为目标,优选的铣削参数如下:vc=392 m/min,ap=0.15 mm,fz=0.05 mm/z。

工程陶瓷磨削过程对表面残余应力的影响研究

采用对陶瓷试件磨削后再用 X射线应力技术测试的方法 ,对磨削用量、砂轮种类、陶瓷材料等主要因素对磨削残余应力的影响规律进行了试验研究。研究结果表明 ,用金刚石砂轮磨削 Al2 O3陶瓷试件时 ,残余应力随磨削深度、工件进给速度和砂轮速度等磨削用量的变化而变化 ,且试验曲线均存在峰值效应。陶瓷砂轮比金刚石砂轮的磨削残余压应力高。陶瓷磨削表面残余应力受不同材料影响的敏感性要高于不同磨削条件的敏感性。

3003铝合金X射线法表面残余应力的检测

采用X射线衍射法测量铝合金3003基体材料表面残余应力中用到的衍射角。试验中,将等强度梁加载后表面产生的应力假设为"表面残余应力",用传统电测法和X射线法分别测量加载后铝合金3003等强度梁的应力值。以电测值为参照,考察X射线法在衍射角为142°和156°时的应力测量值,并对其进行对比分析。试验表明,衍射角为142°时的测量结果存在非测量不当引起的测量非线性点。因此,X射线测铝合金3003宏观表面残余应力的最佳衍射角为156°。

飞机腐蚀损伤构件喷丸强化后的表面残余应力场

目的研究喷丸方式、飞机构件腐蚀损伤表面形状参数对受喷表面残余应力场的影响。方法以7075铝合金腐蚀损伤飞机构件为研究对象,采用玻璃弹丸作为喷丸介质,通过Abaqus软件建立随机多弹丸有限元模型,获得固定方向喷丸和固定角度喷丸两种喷丸方式下以及不同损伤表面几何形状参数下的表面残余应力场,并通过试验进行验证。结果采用固定角度喷丸能够获得比较均匀的表面残余应力场,而固定方向喷丸时,损伤构件表面不同部位的残余应力存在明显差异。结论在其他参数不变的情况下,弹丸入射角越小,残余压应力越大。应尽量采用垂直撞击方式进行喷丸处理,喷丸处理前清理腐蚀产物时,应形成较为平缓的损伤面过渡区域。

紧固孔的加工工艺对其表面残余应力的影响

检测了 5种制孔工艺在飞机装配紧固孔内所产生的表面周向残余应力 ;分析了影响残余应力的因素 ;

钛合金材料砂带磨削表面残余应力形成模型及其实验研究

目的建立钛合金材料砂带磨削参数到磨削后表面残余应力之间的数学模型并验证其有效性。方法综合应用弹性力学和碰撞力学建立材料表面微观结构力学模型,通过对外力作用下的力学模型的分析计算得到数学模型,再利用Simulink对其进行仿真分析,得到了一定磨削参数下钛合金砂带磨削表面残余应力与时间的关系图,最后进行了钛合金砂带磨削实验,验证了该数学模型的有效性并进行误差分析。结果所构建的数学模型仿真值与实测值变化趋势相似,有着较好的仿真效果。但是,在引入热量系数?之前,最大误差为62.98%,平均误差为16.43%,结果不够理想;而在引入热量系数?之后,最大误差为9.87%,平均误差为5.75%,精度上升明显,能够有效地预测表面残余应力的取值。结论综合应用弹性力学和碰撞力学来构建出钛合金材料砂带磨削表面残余应力形成模型,能够有效地表征其在一定加工参数下的表面残余应力。

精密切削钛合金TC4表面残余应力的模拟研究

本文建立钛合金正交切削热-力耦合有限元仿真模型,采用自适应网格(ALE)技术及Johnson-Cook强化模型和剪切失效模型定义切削。通过对TC4切削过程的有限元模拟,分析了刀具刃口半径及材料的变形对已加工表面残余应力分布和表面质量的影响,并提出在切削钛合金时需采用较小的切削深度、较高的刀具锋锐度、较高的切削速度进行切削,以得到较好的表面加工质量。

船用柴油机缸盖高速切削加工表面残余应力的分析和模拟

为了降低船用柴油机缸盖高速切削表面残余应力,提高表面加工质量,文章基于仿真分析方法,研究了不同切削要素对船用柴油机缸盖高速切削表面残余应力的影响。首先,使用J-C本构关系及其断裂准则建立了材料失效破裂模型;其次,基于Abaqus有限元法建立了船用柴油机缸盖二维高速切削有限元模型,进而探究了不同切削速度、切削深度、刀具角度下缸盖表面残余应力变化规律。研究表明:合理选择切削速度、切削深度、刀具角度能够有效地降低船用柴油机缸盖高速切削表面残余应力,提高产品加工质量。

工程陶瓷磨削表面残余应力测试

作为特殊的硬脆工程材料,陶瓷零件的断裂强度和韧性对表面应力状态异常敏感,测试其表面应力有重要意义。 阐述X射线法的测试原理和方法,建立微挠度法的测试模型,介绍压痕裂纹法、剥层法、云纹法的测试原理。比较各种方 法,提出探求一种更精确、更经济、更实用的测量方法是非常迫切的课题。

HT250冷焊表面残余应力试验

利用亚激光瞬间熔冷焊机对柴油发动机缸体所用材料HT250表面缺陷进行修复,并用X射线法测定焊缝两侧表面残余应力,以此研究冷焊残余应力分布规律以及与不同工艺参数间的关系.结果表明,靠近焊缝处为拉应力,远离焊缝处为压应力;冷焊残余应力范围很小,峰值主要分布在离焊缝中心5 mm的范围内,离焊缝中心20 mm处,残余应力接近为零;时间参数对残余应力峰值的影响较小,而能量参数对残余应力峰值的影响较大;通过改变时间与能量参数组合,可以得到较小的残余应力峰值,满足发动机再制造零部件表面损伤的修复要求.

纳米陶瓷涂层磨削表面残余应力的研究进展

纳米陶瓷涂层材料具有高硬度和高耐磨性,采用超硬磨料的金刚石砂轮磨削是其最主要的加工方法,在磨削时容易出现表面残余应力而导致表面裂纹。目前,国外在纳米结构陶瓷涂层磨削表面残余应力的研究很少,我国正在对纳米陶瓷涂层材料超精密磨削后表面残余应力方面进行研究。介绍了纳米结构陶瓷涂层的研究背景,阐述了纳米结构陶瓷喷涂材料性能特点,分析了纳米结构陶瓷涂层的磨削研究动态和磨削表面残余应力的研究现状。分析研究表明,纳米结构陶瓷涂层的开发与研究将会受到越来越广泛的重视,其后续研究将是下一步的工作重点。

车铣加工表面残余应力的研究

金属切削用量对工件的表面残余应力有着重要的影响。通过单因素正交车铣残余应力实验,研究了车铣加工65#钢时,分别改变切削速度vc和轴向进给量fa两个切削用量对已加工件表面残余应力的影响规律,并进行了理论分析。同时对比了车铣加工与一般车削加工的残余应力状态。研究结果表明:随着切削速度vc的提高,工件表面残余拉应力随之增大,但当切削速度vc超过188·4m/min时,工件表面残余拉应力急剧减小出现压应力;增大轴向进给量fa,工件表面残余压应力减小。

预应力磨削表面残余应力的研究

本文对45号钢退火试件预加拉伸应力进行磨削试验,结果表明可使试件表面获得残余压应力,从而为控制和调整已加工表面残余应力提供一条新的途径。

工程陶瓷磨削表面残余应力的研究

阐述了工程陶瓷磨削表面残余应力的产生机理,并比较了残余应力的几种测试方法,介绍了残余应力的数学模型,从而为预测和控制陶瓷零件的磨削加工表面质量、合理选择磨削条件提供指导作用。

GH4169镍基合金已加工表面残余应力的仿真分析

针对薄壁GH4169镍基高温合金切削加工后表面残余应力大导致表面质量差的问题,研究了切削参数和刀具几何角度对已加工表面残余应力大小及其沿深度方向变化分布的影响规律,通过最小二乘法对所得结果进行了数值分析,侧重筛选对残余应力影响较大的因素,进而采用正交实验法和极差分析法分析刀具前角、后角对已加工表面残余应力的影响规律。结果表明,工件表面残余应力沿层深呈现典型的“勺型”分布。最大残余拉应力受刀具前角影响最大,且随前角的增大迅速增大,受刀具后角影响次之,随后角的增大增长缓慢;前角为-5°时,残余拉应力最小;刀具后角为0°时,残余拉应力最小。所得结果验证了基于最小二乘法的已加工表面残余应力分析结论。