廖凯
,
吴运新
材料科学与工艺
基于实验误差和模型误差，分析厚板应力测试不确定度产生的根源，确定每一种误差源的计算准则，并对误差源提取相应的厚板实验数据，对其不确定度进行计算。在获得总的应力测试的合成标准不确定度，对测试方法的误差进行分析。计算结果表明：层削法应力测试计算不确定度小于7 MPa，具有较高的测试精度。在模型误差和实验误差的综合作用下，层削法计算模型可以保持较高的准确性。
关键词:
不确定度
,
铝合金厚板
,
内应力
,
层削法
廖凯
,
陈飞
,
陈辉
,
王伟
,
刘义鹏
材料热处理学报
为了能够准确获知铝合金淬火厚板任意位置上的应力场分布状况,可运用解析方法求取厚板全局应力场.本文利用层削法、XRD应力测试和有限元应力仿真,提出基于表面应力分布和能量守恒原理,对7075铝合金轧制厚板体应力场进行离散解析描述.研究结果表明:通过在材料均匀区域进行的层削法应力实验和表面XRD应力测试,可以构建一个适用于整个厚板应力场描述的体应力场函数,该函数完成了对厚板全局应力分布的描述和预测,计算偏差小于20 MPa.
关键词:
铝合金
,
淬火
,
离散解析法
,
体应力场
,
预测
吴运新
,
廖凯
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2009.10.010
运用Marc有限元软件对厚板预拉伸过程进行模拟分析,获得厚板沿厚度纵、横两个方向应力分布.结合仿真和实验,阐述了拉伸过程中横向应力削减现象,同时,将横向与纵向应力削减效果进行分析,论述了厚板横向残余应力演变的机理.分析认为,高强度残余应力使材料处在高弹性势能状态,在外力触发下有利于破坏晶粒横向平衡,从而改变了晶粒间原有应力平衡状态,实现横向应力逐层削弱.
关键词:
预拉伸
,
残余应力
,
横向应力
张舒原
,
吴运新
,
廖凯
,
龚海
材料热处理学报
采用层削法对2A12铝合金淬火厚板在预拉伸前后的残余应力进行了测定，厚板的淬火采用阵列喷淋及水浴两种方式。结果表明：两种淬火方式在厚板内部都形成了“内拉外压”的典型分布规律；喷淋方式的淬火强度相对较低，只在厚板靠近表层的地方形成了较大的残余应力，内部靠近中面的位置残余应力水平接近于0；水浴方式淬火强度更大，在厚板整个厚度上形成了单调连续分布的残余应力；预拉伸使喷淋和水浴两种淬火板内的残余应力都大幅度消减；强度更高的淬火工艺加大了板内金属力学性能的不均匀性，减弱了残余应力消减的效果。
关键词:
淬火
,
预拉伸
,
2A12
,
铝合金
,
残余应力
廖凯
,
张萧笛
,
刘义鹏
,
陈辉
材料科学与工艺
doi:10.11951/j.issn.1005-0299.20160608
7075航空铝合金薄壁框架件加工变形的预测是构件形变控制领域的技术难题,掌握铝合金薄壁框架件上的加工应力分布对预测构件变形有着重要的作用.本文运用弹性力学理论,在实验基础上,利用层削法和X射线衍射应力测试技术,建立了薄壁框架件的应力与弯曲变形的力学模型.模型反映了加工应力和初始应力对构件实际变形的影响机制,在此基础上,再通过数学解析方法,以这两种应力场分布为主变量,构建了薄壁框架构件应力与变形的函数,完成了对构件最大变形挠度的计算.通过比较实验所测构件变形值与计算得到的变形结果发现:构件实际测量最大变形量基本处于数学解析函数计算变形区间内,数据偏差在20~50μm.研究结果表明:在已知初始应力、结构尺寸、加工参数条件下,解析函数能有效地预测出薄壁框架件加工后的变形,可为薄壁构件加工变形控制提供工艺指导.
关键词:
铝合金
,
薄壁框架件
,
力学模型
,
解析函数
,
变形预测
张萧笛
,
廖凯
,
陈辉
,
黄鑫
,
熊冠华
材料热处理学报
doi:10.13289/j.issn.1009-6264.2016-X330
针对航空铝合金非等厚薄壁框架构件应力模型进行分析,结合实验测试技术和喷砂表面处理,就构件表面形态变化对其变形的影响进行研究.结果表明:首先,这类构件加工后变形呈现侧壁弯曲不一致的复杂性,且弯扭变形明显.第二,由于侧壁和底面垂直,可分别在各部位进行喷砂处理,以方便获得想要的变形矫正效果.第三,随着喷砂表面覆盖次数的增加,引起的变形也会增加,但效果会逐渐减弱.在实验中发现,表面处理可以矫正和减少构件的变形,使其回复率超过35％～50％,这说明喷砂表面处理工艺对构件变形具有调节作用.
关键词:
铝合金
,
薄壁框架件
,
喷砂处理
,
加工变形
,
变形调节
廖凯
,
吴运新
,
龚海
材料科学与工艺
为了探求铝合金预拉伸厚板变形特点对应力场的影响,结合实验和有限元仿真,揭示了预拉伸工艺下厚板非均匀区应力演变规律.在不同尺寸厚板和不同工艺下,运用实验预拉伸机仿真模型,分析夹持区和过渡区应力场演变机理和规律.分析结果表明,非均匀区多样化的应力分布特点,不仅影响了厚板夹持稳定性,也对材料拉伸后的锯切率造成影响.拉伸时,夹持长度应不小于2倍试件厚度以保证拉伸稳定性.同时,过渡区范围与板厚度有关,其范围约为板厚的60%～70%,参考锯切长度为板厚3倍为宜.
关键词:
预拉伸
,
塑性变形
,
夹持区
,
过渡区
龚海
,
吴运新
,
廖凯
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2010.01.010
通过分析试件应力分布的均匀性,对裂纹柔度法和层削法测试结果的有效性进行了评价.结果表明:深层应力测试方法能有效描述应力分布均匀的试件内应力的真实分布;对于应力分布均匀性差的试件,测试结果反映的是综合应力,不能有效描述内应力的真实分布,内应力分布的准确描述需要结合有限元仿真、表面测试和深层应力测试进行综合评价.
关键词:
残余应力
,
铝合金
,
裂纹柔度法
,
层削法
,
X射线衍射
,
有限元法
