低温热成形工艺在国产铝合金上的应用探讨

直升机铝合金零件的加工工艺,对于高强度、难成形的材料可采用高温热成形方法,拟改善淬火强化后直接成形材料的加工工艺,介绍了不改变材料内部组织结构的低温热成形工艺以及在国产铝合金LC4中的应用。该加工工艺可在淬火时效后的硬状态直接成形,避免了淬火变形后的校形工序,对国产铝合金零件成形有较大的实用价值。

国产703高强铝合金轴压角铝构件试验

完成了703铝合金材料的拉伸试验,得到其力学性能和本构关系。对24根国产703高强轴压角铝构件进行了承载力试验,得到该类构件在轴压作用下的极限承载力和破坏模式。建立了数值分析模型,通过试验结果和数值分析结果的对比,验证了数值模型的正确性。完成大量数值分析,分析了构件长细比和截面规格等因素对构件承载力的影响规律。最后,对比了我国规范公式计算得到的稳定系数和试验实测的稳定系数。结果表明,我国《铝合金结构设计规范:GB 50429—2007》能有效计算国产703高强轴压角铝构件的整体稳定承载力。

国产5083铝合金高速磁浮司机室蒙皮成形研究

对时速为600 km·h^(-1)的高速磁浮司机室蒙皮成形进行研究,试验材料为国产5083铝合金板材,采用热冲压与超塑气胀复合的快速超塑成形技术,基于MSC.Marc/MENTAT有限元模拟软件,在不同凸模凸头长度和目标应变速率下进行有限元模拟,根据有限元模拟结果进行参数优化,得到最佳工艺参数并进行成形试验,最后对成形试验得到的零件进行质量分析。结果表明,采用快速超塑成形技术成形效率高,壁厚减薄率满足≤25%的技术要求;外形尺寸偏差在±5 mm范围,成形精度满足要求;成形后零件的抗拉强度为268 MPa,断后伸长率为21.2%,力学性能满足技术要求。

国产701铝合金L形轴压构件承载性能研究

国产701铝合金是一种新型铝合金材料,相较于传统的6061-T6铝合金,其强度更高,也具有较好的延性,在塔架中有着广泛的应用前景。首先完成了24根国产701铝合金L形截面轴压构件承载力试验,得到了构件的极限承载力和破坏模式。随后建立了数值分析模型,并通过试验验证了数值模型的正确性。基于所建立的数值模型,完成了大量数值分析,并得到了长细比、截面规格、初始弯曲等因素对构件承载力的影响规律。最后,将试验实测稳定系数和现有规范公式计算得到的稳定系数进行比较,对比结果表明,国产701铝合金L形轴压构件的整体稳定承载力可以采用我国《铝合金结构设计规范》(GB 50429—2007)中的公式进行计算。

铝合金结构构件的设计公式及其可靠度研究

对国产铝合金结构进行了一系列试验,包括42个材料拉伸试验、63个轴压构件试验、14个受弯构件试验和45个偏压构件试验;搜集整理了国内已有的试验结果,初步建立起铝合金结构的试验数据库。数据库中包括53条本构关系曲线、205个轴压构件试验点、38个受弯构件试验点和57个偏压构件试验点。采用有限单元法对铝合金结构构件进行了大规模的数值计算,得到了252条轴压构件失稳的稳定系数-正则化长细比曲线、480条弯曲构件弯扭失稳的整体稳定系数-正则化长细比曲线和1920条偏压构件弯曲失稳的相关曲线;并根据数值计算结果拟合出了各类构件的计算公式。最后以试验数据为基础对铝合金结构构件进行了可靠度分析,得出了国产铝合金材料的抗力分项系数,建议了其强度设计值。

铝合金圆管柱基于连续强度法的轴心受压承载力性能研究

目的基于连续强度法(CSM)提出适用于圆管铝合金柱的强度设计公式,解决传统有效截面法在构件承载力设计中结果不连续且偏保守问题。方法收集大量国产铝合金材料的材性试验数据对CSM进行修正,提出适用于国产铝合金圆管柱的CSM强度设计公式;对55个不同径厚比的铝合金轴心受压圆管柱进行有限元参数分析,研究径厚比对承载力性能的影响;通过72个铝合金圆管短柱有限元计算结果与各国规范、建议CSM承载力设计公式进行对比分析,验证了建议CSM承载力设计公式的有效性和可靠性。结果铝合金圆管截面的径厚比限值为58;N_(FE)/N_(CSM)、N_(FE)/N_(GB)、N_(FE)/N_(AA)和N_(FE)/N_(EC9)的均值分别为1.114、1.252、1.195和1.199,CSM的设计值相较于欧规、美规和中国规范的设计值精度更高。结论修正的CSM承载力设计公式表现出较好的精度,且总体偏于安全,可为工程设计提供参考。

国产结构用铝合金材料本构关系及物理力学性能研究

通过对本文完成的42个国产结构用6061-T6铝合金拉伸试样拉伸试验的实测应力-应变曲线,以及从其他文献搜集到的同类材料11条应力-应变试验曲线的分析,表明国产结构用6061-T6铝合金的本构关系基本服从Ramberg-Osgood模型和SteinHardt建议。同时,还搜集了1092个国产结构用6061-T6铝合金材料的物理力学性能试验数据,包括规定非比例延伸强度f0.2、抗拉强度fu和弹性模量E。统计分析表明,这些参数均服从正态分布。最后,根据《建筑结构可靠度统一设计规范》,对国产结构用6061-T6铝合金材料的f0.2和E的标准值提出了建议,可供相关设计标准参考。