碳纤维增强树脂基复合材料固化残余应力评估方法研究现状

在碳纤维增强树脂基复合材料设计及制备阶段，对成型过程残余应力进行准确的测试、评估，可为结构优化、工艺参数制定、模具参数选择等提供理论依据，也为后续应用阶段残余应力对复合材料构件性能结构稳定性影响研究提供基础。文中概述了碳纤维增强树脂基复合材料固化残余应力的形成机制，介绍了测试方法以及仿真模拟的原理、特点及在碳纤维增强树脂基复合材料残余应力评估中的应用，对仿真所需的主要性能参数的数值、测试方法进行了总结，基于仿真方法的多种优势，认为该方法为残余应力评估重点发展方向，提出该方法未来的研究重点，为进一步优化热物理、力学等性能时变特性模型，提高仿真模型的准确性，并将性能测试方法标准化；建立各类树脂、纤维仿真数据库；进行各类型复合材料构件的残余应力仿真结果准确度的验证研究。     

LD10铝合金端框尺寸稳定化工艺研究

强化铝合金LD10材料,常用于航天产品各类端框。端框结构复杂,加工工序多,往往使工件产生变形。通过大量的工艺试验,采取综合治理的工艺方法,取得很好效果。首先锻件淬火后冷锻变形2.5％～4.2％,使材料淬火应力大大降低,然后在机加工工序过程中进行2～3次稳定化处理,消除材料加工后的残余应力。达到了工件尺寸稳定、防止变形的目的。     

载人航天器结构工艺瓶颈及对策

文章对我国载人航天器工艺需求进行了分析,对载人航天器现存的薄壁结构残余应力控制与消除技术、载人密封结构高可靠低应力焊接技术、碳纤维复合材料应用技术等工艺瓶颈进行了研究,并针对工艺瓶颈提出了解决对策。     

振动时效在消除铸铝合金框架变形中的应用

铸铝合金异型件在加工过程中的变形问题广泛存在,而残余应力是引起变形的关键因素。本文从框架类产品的设计结构入手,分析残余应力与产品变形间的关系,结合振动时效工艺机理,重点详述了利用振动时效消除铸铝合金框架类产品变形工艺。试验表明,振动时效可显著消除铸铝合金框架件变形。     

基于变形力数据的结构件残余应力场重构方法

残余应力是引起零件加工变形和失效的重要因素,残余应力场的重构有助于消除和控制零件在设计、制造、评价和使用过程中的残余应力。针对已有方法难以准确重构残余应力场的问题,提出了一种通过零件加工过程中的变形力数据实现零件残余应力场重构的方法。该方法首先提取了由于材料去除引起的应力重新分布带来的装夹力变化数据,即变形力。残余应力到变形力之间通过协方差矩阵自适应进化策略(CMA-ES算法)反复迭代求解出映射关系,从而构建出零件的残余应力场,最后在仿真环境下对该方法进行了验证。验证结果表明:该方法能较好地预测残余应力场,重构出的零件的初始残余应力场与原始施加的应力场平均误差值约0.38 MPa,为零件残余应力场的重构提供了一种新思路。     

金属模板对复合材料层板固化过程中残余应力的影响

采用商业软件对带有铝板的复合材料层板固化全过程残余应力进行数值模拟计算。在固化瞬态温度场模拟中，采用有限差分法考虑固化动力学模型和热一化学模型强耦合的关系。在残余应力数值模拟中，化学收缩引起的应变在每一计算步以初始应变施加在复合材料结构上。基于以上技术，对带有铝合金的复合材料层板的固化全过程残余应力的进行分析，并分析了金属模板在分析中的作用。结果表明：金属模板改变了两种材料残余应力最大值的时刻；由于金属模板约束作用使带有铝板的复合材料层板在固化过程中承受更大的残余应力。     

发射梁焊接变形控制

由于发射梁的结构特点决定其刚性差，焊接时易产生多种复杂变形。通过建立发射梁数学模型来计算焊接变形量，作为焊接时预留收缩量及反变形量的依据，采用可靠的焊接方法及工艺装备，有效地控制了发射梁焊接变形。应用VSR时效技术消除焊接残余应力，稳定了产品尺寸精度。     

碳纤维复合材料锥管扭转刚度的试验测定

碳纤维复合材料管子是复合材料结构的基本元件,扭转变形是结构常见的基本变形形式。文章介绍了用两种成型工艺制得碳纤维复合材料锥管的扭转刚度试验方法及测试结果。     

铝合金联装架焊接残余应力和变形数值模拟

基于SYSWELD有限元分析软件,以某新型战术型号铝合金联装架为产品对象,选取支撑框配对组件、弹位组件和立方体组件为典型结构件进行焊接残余应力和变形数值模拟,以期表征铝合金联装架焊接过程的残余应力分布和变形趋势。结果表明:焊缝及其附近热影响区的Von-Mises应力较高,甚至超过了5A06铝合金材料的常温屈服强度;支撑框组件焊后最大变形出现于长矩形管中央,约为6.44 mm;弹位组件的焊接变形整体表现为凹向三维结构内腔,焊接变形也多集中在长矩形管上,最大变形约为5.21 mm。另外,采用对称分散焊过程产生的焊接变形量小于逐条焊缝焊接过程,但焊接残余应力趋势则相反。     

LY12冷热加工的残余应力及其消除

铝合金板材在刨削加工过程中产生的应变足以使加工零件报废。这种应变是加工前和加工中引入的残余应力引起的.减少残余应力的有效措施是减小加工的切削深度,消除加工前由于各种原因残留在板材中的残余应力,特别是淬火后的。高温时效、振动、周期拉伸等都是行之有效的消除残余应力的手段。通过选择使用这些方法,可以使残余应力消除20～90％。