基于有限元仿真的钛合金喷丸技术应用综述

喷丸强化工艺作为一种常用的表面强化技术,在钛合金相关零部件的表面强化中起到重要作用,有限元技术在探究喷丸强化工艺机理和强化效果中应用广泛。目前,多数喷丸仿真研究都是以钢和铝合金为材料,以钛合金为材料的喷丸仿真研究相对较少。本文总结了国内外学者关于钛合金传统喷丸仿真技术、钛合金新型喷丸仿真技术以及钛合金传统喷丸技术与新型喷丸仿真技术的联系,并对钛合金喷丸仿真方面的发展趋势进行展望。

基于喷丸法的彩色装饰混凝土制备工艺

为达到节能减排的目的,通过制备彩色混凝土替代天然石材,并将喷丸工艺运用于彩色混凝土表面处理。试验表明,可以通过掺入颜料改变混凝土颜色,通过试配法制备出符合强度和色彩要求的混凝土,通过控制弹丸的直径、喷射速度等达到预期的装饰效果。

航空发动机制造表面完整性技术在特种工艺的研究与应用

本文研究喷丸覆盖率对GH4698高温合金转子部件表面完整性的影响。通过对不同覆盖率的喷丸处理试样进行显微硬度测试和金相观察,分析喷丸处理对高温合金表面硬度和微观结构的影响。结果显示,喷丸处理可以提高高温合金的表面硬度,并形成细小晶粒结构,改善其完整性。此外,随喷丸覆盖率的增加,高温合金硬度和完整性也呈现增加趋势。这些研究结果对于航空发动机制造中表面完整性技术的应用具有重要意义。

宁波力洋水库富营养化现状及生态治理对策

力洋水库位于浙江省宁波市力洋镇,是居民的饮用水水源,水库在2002年春秋季相继爆发了蓝藻水华,2002年11月和2003年2月调查分析了力洋水库的地形和富营养状况,分析了春季藻类爆发的原因。同时对控制水库水质进一步富营养化提出一系列措施,主要是生活、畜禽污水治理工程,山地、林地截污治理工程,入库河道上的物理生态工程,库岸物理生物截污工程,库区采用固定化氮循环细菌技术(INCB)及建设以漂浮植物和浮床植物为主的生态浮岛群生态系统工程,库区排水口建设二层以生物膜和过滤为主要特征的物理生态工程(PEEN),减少藻类输出,保证自来水厂出水水质。

热喷涂新技术在发动机减摩性能方面的应用和研究

目的研究热喷涂和喷丸新型复合技术涂层的组织结构和摩擦学性能。方法在发动机主要摩擦副零件表面制备涂层,对其表面和横截面组织进行金相和SEM观察分析,对处理前后零件进行尺寸、硬度、摩擦系数及发动机台架试验测试分析。结果零件表面形貌得到明显改善,但涂层膜状组织不明显,新技术对零件尺寸和硬度影响不大,涂层使零件表面动摩擦系数略有增加,由0.142增加至0.152,但其波动性变小,沉积涂层导致发动机的动力性和经济性变差。结论通过对复合工艺参数的调整,将制得兼具热喷涂与喷丸两种工艺优势的涂层,则热喷涂新技术将不失为一种优良的表面处理工艺。

喷丸处理的锆合金残余应力场分布规律

目的通过不同的喷丸处理工艺,探索适用于锆合金包壳管的喷丸处理参数。方法对锆合金包壳管采取9种不同的喷丸处理工艺且编号(1—9号),采用XRD残余应力检测技术,对处理后的包壳管试样分别进行轴向和切向的残余应力场测定。结果未喷丸处理的试样表面轴向、切向残余应力分别为-277 MPa和-250 MPa,最大应力在最外表层。喷丸处理试样表面轴向残余压应力比未喷丸处理的大,只有9号工艺对应的表面轴向残余应力比未喷丸的小,这很有可能是因为喷丸强度过大,在表面形成了微裂纹,残余应力得以释放,所以锆合金包壳管的喷丸强度不宜超过0.40 mm A。对于强度较高的5—9号喷丸工艺,喷丸强度达到0.15 mm A以上,包壳管压应力影响层的厚度均超过460μm,几乎达到了喷丸处理后包壳管的整个壁厚。在相同喷丸强度和相同弹丸直径条件下,玻璃丸的表面压应力和最大压应力与不锈钢丸的相近,不锈钢丸处理的压应力影响层比玻璃丸处理的压应力影响层厚约80μm。结论在相同喷丸强度和相同弹丸材料下,改变弹丸直径对锆合金两个方向上的表面残余应力和最大残余应力的大小影响不大;直径较小的弹丸对应轴向最大残余应力的位置更深,直径较大的弹丸对应切向最大残余应力的位置更深。随着锆合金喷丸强度的增加(没有出现过喷),表面两个方向上的残余应力都增加,两个方向上的最大残余应力也有所增加。

温度辅助的激光冲击技术研究进展

温度辅助的激光冲击技术是在激光冲击技术上发展而来的结合热力耦合效应的高能率加工和表面处理技术。在介绍温度辅助的激光冲击技术原理和特点的基础上,分析了激光冲击波的压力模型及时空分布特性、温热及高应变率下材料的本构模型,重点介绍了利用温度辅助的激光冲击效应的两项技术——温度辅助激光微成形和激光温喷丸强化。温度辅助激光微成形技术作为一种新颖的高能率微细加工技术,其在温热条件下利用脉冲激光诱导的冲击波压力使金属箔板塑性成形微结构件,可使激光冲击微拉深件的塑性变形均匀性得到显著改善,成形高度较室温下得到进一步提升。激光温喷丸强化技术作为新形材料表面处理工艺,结合了热力耦合效应在应力强化和组织强化方面的诸多优势,能够获得比常温激光冲击强化技术更稳定的残余压应力分布,有效提高材料的耐热腐蚀性和疲劳性能。综述了温度辅助激光微成形和激光温喷丸强化技术的研究现状,指出了当前在温度辅助的激光冲击技术研究中存在的问题,并对今后的研究做了展望。

激光喷丸与渗铝复合工艺提高K417合金力学性能研究

对渗铝、渗铝后强化、强化后渗铝的K417合金试件分别进行振动疲劳试验。试验结果表明,相对于渗铝处理,强化后渗铝试样的疲劳强度提高了50%,而渗铝后强化试样的疲劳强度提高了30%,这说明渗铝与激光喷丸强化复合工艺可以提高材料的疲劳性能,且强化后渗铝效果更好。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)分析激光喷丸强化与渗铝复合工艺顺序对材料力学性能的影响,讨论了疲劳性能的改善机理。结果表明,激光喷丸强化促进了渗铝过程,生成大量柱状晶,渗层厚度增加,渗层与基体的结合更加紧密,从而有效提升疲劳性能;而渗铝后强化主要对渗层表面进行了形变强化,疲劳性能的提升有限。

激光喷丸强化TC6钛合金的振动疲劳寿命及断口形貌分析

为了研究TC6钛合金激光喷丸强化(Laser Shocking Peening,LSP)处理后对振动疲劳寿命的影响,采用不同喷丸次数的方法对TC6钛合金进行LSP处理,采用振动疲劳测试系统对振动试样进行振动疲劳测试,用X射线衍射仪和显微硬度计测试LSP前后试样的残余应力和硬度,研究LSP对TC6钛合金振动疲劳性能的影响,使用透射电子显微镜(TEM)观察LSP后的微观组织变化,最后采用扫描电子显微镜(SEM)对试样的振动疲劳断口进行观察,研究LSP对TC6钛合金振动疲劳断口形貌的影响。结果表明,LSP后TC6钛合金发生强烈塑性变形,产生大量的位错,能够抑制TC6钛合金试样中疲劳裂纹的萌生和扩展,改善材料的力学性能,从而有效地提高TC6钛合金试样的振动疲劳寿命。

高压水射流喷丸强化技术

基于目前在使用传统喷丸技术中存在的一系列问题的基础上,通过前人对水的不断研究和探索,提出了一种新的喷丸强化技术——水射流喷丸强化。它的使用将改变传统的热加工技术为冷加工技术。通过对某种合金的实验性研究分析,初步得出了该技术优越性所在。与传统喷丸技术的比较,进一步阐明了高压水射流喷丸强化技术的优越性、环保性和前景的广泛性。

制孔工艺对激光强化前后小孔疲劳寿命的影响

在交变载荷作用下,小孔构件易产生疲劳裂纹,零件的使用寿命因此降低。为了研究制孔工艺对激光冲击强化前后小孔疲劳寿命的影响,文中选用材料为铝合金7050-T7451的双联试样进行激光强化试验,并使用不同的制孔工艺开孔,随后进行拉伸试验,试验后观察断口的疲劳源位置、孔壁质量,并测量孔壁粗糙度。试验研究表明,对于未进行激光冲击强化的试件,不同的制孔工艺对小孔件寿命无明显影响;对于激光冲击强化后的试件,使用不同的制孔工艺对小孔件寿命差异较大;因此在激光强化前后,制孔工艺对小孔件的疲劳寿命影响是不同的。

气动喷丸除漆技术试验及工艺优化

选用玻璃珠对旧漆钢板进行喷丸清理试验。通过比较喷射压力、喷射距离、喷射时间和喷射角度对试样表面清洁度和粗糙度的影响,获得最佳的工艺参数。对不同磨料的清理效果进行了对比。结果表明:喷射压力0.6 MPa、喷射距离100 mm、喷射时间10 s、喷射角度75°~85°时,样件表面清洁度和粗糙度Ra分别在Sa2.5和6μm以上,且表面无损伤,满足清理涂装要求,陶瓷丸的清理效果优于玻璃珠、白刚玉的。

钨面对等离子体材料表面喷丸强化性能分析

核聚变面对等离子体材料表面损伤、失效是其服役寿命的主要影响因素,利用喷丸技术增强钨面对等离子体材料表面性能。以纯钨为被喷丸强化材料,选择0.5 mm不锈钢丸料,在0.4 MPa喷丸压力、100 mm喷丸距离的喷丸参数下,研究不同喷丸时间(30,60,120,240 s)对钨材料表面增强效果,主要包括微观组织形貌和粗糙度、表面硬度及其分布、表面残余应力等。结果显示喷丸对钨表面造成损伤,喷丸弹坑直径约20μm;表面粗糙度较原试样有所提高,但增加幅度不明显,不影响钨作为面对等离子体材料的性能;钨表面硬度从原试样的362HV_(0.2)提升到480HV_(0.2),提升幅度达31%,硬化区厚度约40~50μm;表面残余压应力提高到800 MPa,是原试样的5.9倍。喷丸技术能有效增强钨面对等离子材料的表面强度,提高钨疲劳性能,延长服役寿命。

基于引江灌湖为基础的物理生态工程应用研究

结合武汉市湖泊特点及分析湖泊污染带来的危害 ,叙述了一种以引江灌湖为主的生态恢复技术———物理生态工程 ,它包括 :引江灌湖模式 ;光合耗营养盐系统 ;鱼类除营养盐、抑藻系统 ;底栖、浮游动物控营养盐系统和面源截营养盐系统。

铸铁凸轮轴的发展现状与展望

铸铁自身的特有优势使其成为当前国内外轿车凸轮轴生产中广泛应用的材料。介绍了铸铁凸轮轴中各合金元素的作用,并对稀土元素的应用提出了新的研究方向。综述了凸轮轴的常用铸造方法,并对其工艺特点进行了比较。概述了铸铁凸轮轴的表面强化方法和磨削工艺,分析了铸铁凸轮轴的发展前景,并对其今后的研究发展重点进行了简要评述与展望。

飞机大型蒙皮制造技术现状分析

大型蒙皮是大型飞机的外表主要大型薄壁零件,飞机大型蒙皮制造是大型飞机制造的关键技术之一。重点介绍了喷丸成形和蠕变时效成形两种大型蒙皮制造技术的特点、国内外发展现状以及其中的关键技术。为了提高我国大型蒙皮技术制造水平,必须加大设备和关键技术方面的投入,同时也要对激光钣金技术予以必要的关注。

AISI-304奥氏体不锈钢喷丸残余应力的有限元模拟

目的针对喷丸有限元模拟中多数模型的弹丸数量较少,不能准确反映喷丸过程中弹丸位置的随机性及喷丸覆盖率对残余应力场影响的问题,对喷丸过程的有限元模拟技术进行优化。方法基于大型有限元分析软件ABAQUS,使用python编程语言对弹丸在三维空间中的分布进行随机化处理,建立了随机多弹丸喷丸AISI-304奥氏体不锈钢的有限元模型。在喷丸覆盖率大于100%的条件下,模拟分析了喷丸工艺中弹丸的数量、尺寸和弹丸的速度对残余应力场的影响,结合试验对有限元模型的合理性进行了验证。结果增加弹丸数量可提高残余压应力层的厚度和残余压应力的最大值,当弹丸数量为90颗时,残余压应力场接近饱和;增加弹丸速度,靶材残余压应力的峰值、表面应力值及残余压应力场的深度值增大,残余压应力峰值出现的位置基本不变;增大弹丸的直径,靶材残余压应力峰值、峰值的位置、表面应力值及残余压应力场的深度值均明显增大。结论喷丸残余应力的试验测量结果和有限元模拟结果吻合,模型合理。

前混合磨料水射流喷丸强化技术的射流参数

基于对前混合磨料水射流喷丸强化技术的射流参数研究,对前混合磨料水射流的射流速度及射流冲击压力,进行了一定的分析和确定。实验结果表明,前混合喷丸技术提高了加工效率,降低了加工成本,环保节能。

超声振动表层强化技术研究现状及展望

阐述了超声振动滚压技术对工件的表层强化原理,对超声振动滚压技术表面强化的研究现状进行了总结,指出了现阶段超声振动滚压技术表面强化研究的发展方向。依据超声振动滚压技术的研究思路,对超声振动喷丸技术进行了论述。介绍了超声振动表面强化与其他技术的复合强化原理及研究现状。对超声振动表层强化技术的发展方向进行了展望,包括向绿色可持续方向发展、超声强化与其他技术复合和创建工艺参数与强化效果之间的数据库。总结了当前超声振动强化技术及超声振动复合强化技术的研究。

前混合水射流强化技术及发展

介绍了前混合水射流强化技术的基本原理、磨料供给系统及优点,并对前混合水射流强化技术的未来发展进行了展望。