钛合金自冲铆接头微动磨损机理及疲劳性能

对钛合金同种TA1-TA1(TT)及异种TA1-Al5052(TA),TA1-H62(TH)自冲铆接头进行疲劳试验,用扫描电子显微镜对断口及微动区进行观测研究其微动磨损机理,并研究下板强度对接头疲劳寿命和失效形式的影响.结果表明,断口裂纹萌生区即为微动磨损区.微动磨损导致微动区亚表面产生微裂纹并逐步扩展为宏观疲劳裂纹导致接头最终失效;微动磨屑在微动磨损过程中主要起减轻磨损作用.总体上TT接头具有最优疲劳性能,疲劳载荷较高时TA接头疲劳性能优异,疲劳载荷较低时TH接头疲劳性能优异.两板强度相当且疲劳载荷较高时失效形式主要为铆钉断裂,疲劳载荷较低时失效形式主要为下板断裂;而下板强度与上板强度相差较大时,疲劳失效形式为下板断裂.

316不锈钢材料的统计热疲劳模型

通过对316不锈钢材料在450℃,600℃和700℃中温环境应力控制下的低周疲劳试验,得到有实际意义的试验结果,对这些试验结果进行分析和研究,得出316不锈钢材料在中温环境和应力控制下的低周热疲劳行为,并且提出一个低周热疲劳寿命预测模型。在所建立的低周热疲劳寿命模型中,Manson通用斜率方程被用于疲劳寿命与拉伸性能的试验整合。通过对疲劳试验数据与不同的数学模型进行的拟合以建立温度和其他参数之间的函数关系,从而对316不锈钢材料在中温低周疲劳环境下进行寿命预测,为以后的寿命评估模型提供依据。

黏合剂的性质对单搭压印连接横向自由振动的影响

采用三维有限元软件ANSYS分析了黏合剂性质的改变对两板单搭压印连接横向自由振动的影响。介绍了模型的构成及性质、有限元模型和模态分析中前八阶横向自由振动的振型。根据黏合剂不同的杨氏模量与泊松比的组合,分析了当黏合剂的杨氏模量和泊松比变化时,对两板单搭压印连接的固有频率和振型的影响。得出结论:随黏合剂杨氏模量的增加,横向固有频率有显著的增加,而黏合剂的泊松比对其影响较小;奇数振型时,搭接处的几何尺寸对单搭压印连接的动态响应有较大的影响;偶数振型几乎没有影响。

钛合金薄板自冲铆接工艺及失效行为研究

基于自冲铆接(SPR)技术,从降低板材硬度和提高铆钉硬度两个角度,实现了对TA1钛合金薄板的有效连接,并制备了TH(降低板材硬度)和TR(提高铆钉硬度)两组钛合金自冲铆接头。通过力学试验研究了两组接头的静力学和疲劳性能,并且基于三参数经验公式采用S-N曲线拟合法绘制出接头S-N曲线。最后,从宏观角度分析两组接头的失效行为,并利用高真空扫描电镜(SEM)进行TR接头的微观断口分析。结果表明:从自冲铆接技术优势和工程实际角度考虑,TR接头的铆接方式比TH接头更具实际操作意义。TH接头的静失效载荷和能量吸收性能均优于TR接头;且两组接头的静力学失效形式均为铆钉断裂。而TR接头疲劳性能更优,且两组接头均出现了下板断裂和铆钉断裂的多种疲劳失效形式。此外,依据SEM观测结果推断出因下板断裂而失效的TR接头,其疲劳裂纹源于铆钉脚应力集中点,且首先沿板宽方向扩展,后沿板厚方向延伸,直至接头完全断裂失效。而因铆钉断裂而失效的TR接头,其断口呈现出典型的疲劳脆性断裂特征。