基于分布式激光超声的带筋构件R区缺陷检测方法

针对带筋构件R区多类型缺陷的快速检测和精确识别等难题,提出基于分布式激光超声的带筋构件R区缺陷检测和分类识别方法。通过建立有限元模型研究了激光超声在带筋构件中的传播规律及其与R区表面裂纹、近表面气孔等缺陷的相互作用机理,进而设计制作了含典型人工缺陷的6061铝合金带筋构件试样,开展激光超声检测实验。实验获得的缺陷时域信号与B-scan特征图像及仿真结果一致,基于反射与衍射原理实现了对带筋构件R区缺陷定位与定量检测,从而验证了所提分布式激光超声检测方法的可行性,为带筋构件制造缺陷的快速检测和分类识别提供了新思路。

铝合金带筋构件超声辅助旋压仿真研究

流动旋压工艺有利于实现带筋构件整体成形,但是所能成形的内筋高度受限.将超声辅助方法引入流动旋压工艺,可以提高内筋高度.开展了超声辅助单拉和压缩试验,建立了考虑声软化效应的2219-O铝合金硬化方程,并分析超声加载后的减摩擦效应,基于Abaqus软件平台建立了超声辅助铝合金带筋构件旋压仿真模型.仿真结果表明:超声振动辅助可以降低材料的变形抗力,改善筋部不同方向的材料流动,引导内筋附近材料流入筋槽,从而提高内筋高度,当振幅达到12μm时,内筋高度可以提高1/3.

7B04铝合金带筋构件蠕变时效成形数值模拟与试验

基于7B04铝合金165℃单轴拉伸蠕变试验数据,拟合得到时间硬化本构方程,利用有限元软件ABAQUS对带筋构件的蠕变时效成形过程进行数值模拟,分析筋条的变形规律,并进行验证试验和性能研究。结果表明:筋条的塑性变形有效减小蒙皮的回弹,和蠕变变形共同决定构件外形;数值模拟与试验结果吻合较好,构件95%外形区域的绝对偏差值≤0.50 mm;构件的筋条强度高于蒙皮强度,与无应力时效相比,构件的伸长率降低,电导率升高;应力松弛试样的性能和筋条的性能相近,可以进行等效表征。

带筋薄壁构件成形制造技术的发展与展望

作为空天和武器等高端装备关键结构的带筋薄壁构件,其整体化成形制造是实现装备轻质化并提升其性能的有效途径。根据带筋薄壁构件的发展,对其进行分类,以壁板类与筒/环类构件为出发点,归纳了2类带筋构件成形制造工艺与研究进展。针对筋板类构件,概述了传统制造技术、整体加载近净塑性成形技术和局部加载近净塑性成形技术的发展历程,进一步从加工原理、技术和工装等方面对3类技术进行了综述,并对比了几种主要成形工艺的特点与构件性能的差异。对筋筒/环类构件,综述了挤压、旋压、包络成形等典型塑性成形制造工艺的最新进展,并对比了各类工艺的技术特色与拓展潜力。基于研究进展分析,总结了带筋薄壁构件成形制造技术的发展趋势与所面临的挑战。

带I型纵筋薄壁构件挤压成形数值模拟与工艺优化

带I型纵筋薄壁构件的结构复杂、壁厚不均,在挤压过程中容易发生金属流动不均匀现象,导致型材发生翘曲变形。针对该问题,采用Hyper Xtrude有限元分析软件,研究了挤压速度、坯料初始温度和模具初始温度等工艺参数对挤压成形效果的影响规律,发现坯料初始温度的增大会使金属流速更加均匀,而过大的挤压速度和模具初始温度会加大金属流速的不均匀性。通过正交试验获得最佳成形工艺参数组合:挤压速度为2 mm·s^(-1),坯料初始温度为480℃,模具初始温度为440℃。最后进行了相应的挤压试验,并成功获得高精度带I型纵筋薄壁构件样品。该研究工作为此类构件的挤压成形工艺及模具的优化设计提供了理论参考。

合金元素对铝合金带筋机械构件拉伸和冲击性能的影响

在Al-1Mg-0.6Si-0.3Cr铝合金带筋机械构件中添加不同含量的合金元素铟In和铈Ce,并进行了拉伸性能和冲击性能的测试与分析.结果表明：添加合金元素In和Ce,有助于改善铝合金带筋机械构件的拉伸性能和冲击性能.合金元素In和Ce含量分别优选为0.5wt%和0.4wt%.与不添加合金元素In相比,添加0.5wt% In时,试样的抗拉强度提高15%、屈服强度提高25%、断后伸长率提高28%、冲击吸收功提高41%.与不添加合金元素Ce相比,添加0.4wt% Ce时,试样的抗拉强度提高17%、屈服强度提高18%、断后伸长率提高30%、冲击吸收功提高22%.与不添加In和Ce的构件相比,复合添加0.5wt% In和0.4wt% Ce后,构件的抗拉强度增大35%、屈服强度增大47%、断后伸长率增大67%、冲击吸收功增大73%.