超声无铆静力学性能强化试验与机制研究

无铆连接是一种薄板材料连接新技术,可在无需预成孔和表面预处理情况下,实现同种、异种、多层薄板材料高效连接,但由于无铆接头静力学性能较低,极大地限制了该连接技术的推广与发展。为解决该问题,该文选用5A06铝合金与TA1钛合金进行同种金属无铆铆接,并在此基础上进行了超声金属焊接复合试验,基于静拉伸测试和扫描电镜分析,探究超声焊对无铆接头力学性能的强化机制。试验结果表明:超声焊可有效提升无铆接头力学性能,特别是对于铝合金无铆接头;超声焊使得铝合金板接头部分塑性提高,钛合金接头部分则得到硬化;超声焊后无铆接头的受力形式发生改变,从颈部受力变为先焊合区受力再颈部受力,这是超声焊复合强化的根本原因;超声焊可使铝合金无铆接头内部形成一定深度的固相焊,使铝合金接头力学性能得到大幅提升;TA1钛合金无铆接头内部固相焊较浅,力学性能提升相对较低。

超声振动对5A06铝合金自冲铆接头静力学性能影响

自冲铆接工艺作为一种性能优异、绿色、高效的连接新技术,可实现同种、异种和多层轻合金薄板材料的连接,广泛应用于新能源汽车等领域,成为实现车身轻量化的关键技术之一。但由于自冲铆接头是典型的紧密连接构件,在交变应力或振动作用下,易发生微动损伤,致使接头提前疲劳失效。本文选用5A06铝合金薄板材料,分别进行自冲铆接和不同超声焊接工具头下的超声自冲铆复合连接试验,基于拉伸-剪切和电子显微镜测试,研究超声振动对5A06铝合金自冲铆接头静力学性能的影响。研究表明:超声振动可有效提高自冲铆接头的静力学性能;超声金属焊接与自冲铆接复合连接时会在板材之间形成固相焊接,这是提高复合接头力学性能的根本原因;超声金属焊接头的焊接面积影响自冲铆接头的力学性能,焊接面积较大时超声固相焊的程度较高;超声焊接会使铆钉温度升高,一定程度影响接头稳定性。

超声自冲铆复合连接成形性及力学行为研究

该文选用6061和2A12航空铝合金薄板材料,进行自冲铆接和超声自冲铆复合连接试验,基于拉伸-剪切和电子显微镜测试,研究超声自冲铆接成形性及力学行为。结果表明:超声自冲铆接头较自冲铆接头的内锁量提升了44.8%;其钉头高度下降了34.4%;超声自冲铆接头的静载强度提升了18.1%,缓冲吸震性能提升了17.5%;超声焊接致使自冲铆接头的铆钉颈部与上板接触区域、铆钉腿部与上板接触区域形成固相焊;超声焊接可有效提高自冲铆接头的稳定性。

钛-铝异种合金自冲铆接接头力学性能与微观组织分析

自冲铆接作为一种绿色、新型和高效的机械连接技术,可实现同种、异种薄板板材的连接,在汽车领域有极大的应用前景。选用钛合金TA1薄板和铝合金5A06薄板作为基板,采用自冲铆接技术进行连接;对接头成型性、力学性能、失效形式和机理进行了系统的研究。研究表明:当钛合金TA1基板为上板时,接头的内锁值更大,但其钉头高度偏高;当铝合金5A06基板作为上板时,接头的钉头与上板基本平齐,但其内锁值偏小。两种接头的静载强度、失效位移和抗振吸收能力均相当。接头的主要失效形式为基板断裂,且失效均发生在强度较弱的铝合金5A06基板上。接头静载失效属于塑性断裂。

铝钛轻合金多种连接工艺力学性能对比

选用5A06铝合金与TA1钛合金进行热熔钻铆、超声压铆和超声自冲铆连接试验。通过静拉伸试验研究了板材搭接方式对各组接头力学性能的影响。结果表明,铆接时软板在上时,热熔钻铆接头与超声自冲铆接头的力学性能显著提高,板材搭接方式对超声压铆接头影响较小。热熔钻铆接头具有最佳的缓冲吸震性能,但是稳定性较差,应用于车身结构时较为局限。超声压铆接头成本低且工艺简单,但其抗剪切性能差,不适用于承受大应力的车身结构。与其他两种连接方式相比,超声自冲铆连接稳定性最佳,具有最佳的抗拉伸能力与剪切刚度,适用于车身轻量化领域的大部分结构。

暖通室外设备噪声频谱特性及治理策略

暖通系统给人们提供舒适人工环境的同时,所产生的噪声也影响了人们的工作和生活质量,由此引发了众多社会矛盾。本文基于典型暖通室外设备的现场实测声学数据,结合调研情况,经理论计算和声学模拟,总结了典型暖通室外设备噪声频谱特性和传播规律。并基于声学基本原理,提出了将隔声、吸声、消声和隔振等措施综合运用的噪声治理策略,以实现精准高效降噪。

航空铝合金自冲铆接接头微观失效研究

采用自冲铆接技术实现了2A12和6061航空铝合金薄板材料的有效连接,通过进行拉伸-剪切测试,从宏观层面分析了接头静失效形式,从微观层面研究了接头拉脱失效和基板断裂失效机理。结果表明:航空铝合金自冲铆接接头的主要静失效形式为拉脱失效,并有接头伴随纽扣脱落现象,同时有上板断裂和下板断裂的失效形式出现。对拉脱失效机理进行分析,从宏观上发现接头有明显的刮蹭和大幅的塑性形变;从微观上发现,上板的断裂失效机理为沿晶断裂和局部显微孔洞聚集,下板的断裂失效机理为板材上下边缘区域以剪切断裂为主、靠近试样厚度中心区域以微孔洞聚集型正断为主。

铝钛异种板材超声无铆接头力学行为及失效机理

为提升无铆接头的静力学性能,采用了一种超声金属焊与无铆连接复合工艺。以5A06铝合金与TA1钛合金为基板,采用无铆连接工艺实现铝钛异种板材的连接并进行超声焊处理,通过拉伸-剪切实验和微观组织观察,探究了超声焊对异种板材无铆接头力学性能的影响。结果表明:超声焊可提升无铆接头的成形质量和静力学性能,尤其铝板为上板时。超声无铆复合工艺强化的根本机制是接头内部存在固相焊,从而使受力形式发生改变,从接头颈部受力变为先焊合区受力。超声焊处理提升了铝合金板的塑性,而钛合金板无明显变化。

钛铝同异种合金热熔钻铆接头的力学行为及失效机理

以TA1钛合金和5A06铝合金作为实验板材,采用热熔钻铆技术进行连接,通过静拉伸实验和扫描电镜实验对接头的静力学行为及失效机理进行了系统的研究。结果表明:当铝板在下进行铆接时,更有利于形成长而厚的衬套,成形质量更佳,且钛板在上时板材与铆钉间螺纹的啮合程度较低;FTT接头的力学性能最佳并具有最高的缓冲吸震性能,FAT接头的力学性能远高于FTA接头;铝板为下板时,失效形式为典型的韧性断裂特征,铝板为上板时,失效形式呈现脆性断裂特征;钛板断口呈现出剪切断裂和韧性断裂共同作用的混合断裂形式;FAA接头的钉头几乎未损伤,FTT接头的钉头受损严重。

铝钛异种薄板冷连接工艺及力学性能研究

采用5A06铝合金和TA1钛合金薄板进行自冲铆接、拉铆连接和无铆连接,并进行拉伸试验分析接头的力学性能差异。结果表明:自冲铆接头的整体力学性能最优,拉铆接头次之;搭接顺序对自冲铆接头无明显影响;当5A06铝合金板作为上板时,拉铆接头的静力学性能较好,当TA1钛合金板为上板时,无铆接头的静力学性能较好。自冲铆接头的失效形式主要为铝板拉断且断口处有大量韧窝;拉铆接头的失效形式与薄板搭接顺序有关,铝-钛搭接时接头的失效形式为铝板拉断,钛-铝搭接时接头的失效形式为铝板拉脱;无铆接头的失效形式较为统一,均为颈部断裂失效。

TA1/5A06同质自冲铆接头的力学性能

为了进一步研究自冲铆接技术在航空航天领域的应用,选用TA1钛合金和5A06铝合金航空合金薄板材料作为基板,采用自冲铆接技术进行连接,并通过拉伸试验和扫描电镜试验对接头的静力学性能及微观组织进行系统的研究。结果表明:同质接头的成形对称性良好,铆接较硬板材时易出现空腔;基板的自身性能对接头静载强度的影响较大;5A06-5A06接头的失效位移最大,上板拉脱是由于铆钉周围产生了微裂纹;TA1-TA1接头的静失效载荷最大,缓冲吸震性能较好,其接头铆钉的断裂形式为沿晶断裂和显微孔穴聚集共同作用的混合型断裂。

浅谈油气管道安全防护

油气管线在服役过程中,由于设备老化、腐蚀、磨损、施工质量、盗油以及意外损伤等因素,不可避免会造成管线的局部减薄、损坏甚至发生泄漏事故,轻则影响油气产品的输送、供应,重则会造成输送系统的瘫痪甚至起火、爆炸等事故。开展油气长输油气管线密闭输送安全防护技术研究非常重要。本文通过研究各种影响因素对油气长输管道线安全输送的影响,建立起具有高可信度的油气管道安全防护措施,保证油气管道的安全运行。