基于压痕功的加工表面残余应力测试实验

可调距螺旋桨的加工表面质量对其高服役性能和长寿命服役具有直接而重要的影响。本文开展加工表面残余应力测量和数据处理的研究,采用基于压痕功的残余应力测量方法及神经网络求解算法,针对镍铝青铜材料力学性能,由有限元仿真分析得到关系数据库,训练神经网络,实现对镍铝青铜材料加工残余应力的求解。通过对镍铝青铜加工试件残余应力测量数据的计算与分析评价,开展了不同加工参数对残余应力影响规律的实验测量研究。通过测量实验与数据分析,获得了不同刀路下残留高度及机床不同转速与残余应力间的关系。测试实验表明:基于压痕功残余应力测试方法能评价不同加工参数下镍铝青铜材料的残余应力状态,可为实际加工生产提供工艺参数优化指导。     

CATV分配器四孔磁芯的试制

LiTiZn—100铁氧体材料,经配方优选及工艺研究试验。确认,配方中各成份的作用;二次球磨达22h后L(μH)值可增加18%,Q值可增65%;制备料浆采用真空搅拌可比非真空搅拌的性能提高10~15%;烧结时产品自700℃缓慢降温,其Q值可比快速降温者高1倍;四孔磁芯结构尺寸中的高度尺寸H值若增高50%则其Q值降低10%,L值增加30%以上。所制材料性能优于部标,特别是材料的TC高,1λd/μi小,Q高,属软磁铁氧体高频(f＞10MHz)高Q材料,产品一致性好,合格率高,适于大规模生产。     

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％。     

大型滚道加工工艺研究

从金属加工工艺学及金属切削原理的角度阐述了滚道加工误差产生的机理,针对滚道加工的特点采取了合理选择切削用量和刀具材料,减小装夹变形,控制温度升高,释放残余应力,合理安排工艺路线等具体措施,有效地控制了加工误差的产生,保证了产品质量,取得了良好的加工效果。     

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。     

X射线衍射残余应力测试方法及应用

介绍了X射线衍射仪测定材料残余应力的原理、测定参数的选择依据,并以7055铝合金为试验对象,进行了不同热处理机制的材料残余应力的测定。试验结果表明:X射线衍射仪测定7055铝合金的参数为管电压28.5 kV、管电流9 mA、扫描步距0.05。、计数时间20 s、4ψ角、铬靶(311)晶面、准直管直径φ4 mm;通过X射线衍射仪测得7055铝合金热处理之前的残余应力值为207MPa,为压应力,经A和B热处理机制处理之后的残余应力分别为62 MPa和33 MPa,均为压应力,两种热处理机制均能有效降低材料加工残余应力,且B热处理机制略优于A。X射线衍射方法测定材料残余应力为材料热处理机制提供了一定的理论依据。     

彩电用磁芯的试制

利用初始导磁率ui=40的镁锌铁氧体材料试制彩电用φ4×6电感线圈磁芯,应用标准陶瓷工艺,在配方中加入少量的Co~(+2)离子及微量的Ca~(+2)离子,可使试制样品的品质因素Q提高20％左右。高温预烧可使材料的具有高饱和磁感应强度(Bs);将配方中Fe_2O_3,含过量的SiO_2、杂质Si~(+2)赶在晶界,减少晶格畸变;同时提高晶界电阻率p,进一步加强Co~(+2)离子对畴壁的钉扎作用,从而获得样品的高Q值。与此同时,由于高温预烧,材料收缩率减少,烧结温区变宽,可获得较高的合格率,便于大规模生产。样品出炉放置120小时后,其Q值可增加20％,究其原因,认为是Co~(+2)离子扩散充分,材料内部磁矩稳定的结果,使试制样品性能赶上了日本同类产品的水平。     

先进发动机低泄漏、长寿命密封

汽轮机中气路间隙的密封使用金属纤维为基体的密封装置。压气机纤维金属摩擦环,是由杂乱排列的 Hastelloy X 合金纤细纤维烧结在一起的。纤维状金属密封件具有可研磨性、耐腐蚀性、泄漏控制和耐高温性。这种密封件用独特的成型、钎焊制造工艺加工成垫圈,再用机械加工的方法加工成型。陶瓷密封件由钎焊在一个基体上的沿金属纤维低膨胀率的物体制成,在它上面涂了一层具有磨损裕度的氧化锆热阻层。这个元件含有减小残余应力的陶瓷涂层,涂层具有良好的绝缘性能和工程性能。深层的工艺过程必须仔细加以控制。刷式密封为防止气体沿传动轴的轴向泄漏提供了一种有效的密封方法。陶瓷刷式密封件和密封试验装置正在研究中。     

大型铝合金锻环加工工艺

从金属加工工艺学及金属切削原原理的角度阐述了铝锻环加工误差产生的机理,针对铝制品的特点采取了减小装夹变形、控制温度升高、释放残余应力、合理安排机加工序四项具体措施,有效地控制了加工误差的产生,取得了良好的加工效果。     

铝合金的淬火工艺和残余淬火应力

高强度铝合金(LY12R)在不同热处理条件下于各种介质中进行淬炎试验后,用X射线法测定在各种情况下的残余淬火应力,比较和分析了各种淬火条件下的应力及形成机理,并综合其它数据证明在液氮中淬火能减小试件的残余应力,减小变形量,从而提高材料 尺寸的稳定性。     

晶须和短纤维增强铝基复合材料的切削加工

从切屑、剪切角、加工表面结构和表面粗糙度、残余应力、塑性变形特点以及切削过程中材料去除机制等方面对晶须和短纤维增强铝基复合材料的切削加工质量和机理进行了综述。     

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。     

线圈磁传感器的发展现状与空间应用

基于电磁感应的线圈磁传感器由于其灵敏度高、工作原理简单、性能可靠,在空间微弱磁场测量方面获得广泛应用。文章介绍了线圈磁传感器性能提高的几项主要技术及其基本原理,以及线圈磁传感器的发展及空间应用现状。通过采用优化设计磁芯,改善线圈结构以及与其他类型磁传感器协同工作等技术,线圈磁传感器的性能已经获得极大提高。随着这些技术的进一步完善,线圈磁传感器将在未来空间环境探测领域中发挥更加重要的作用。     

预浸带铺放成型复合材料构件应力场研究

预浸带铺放过程中的温度历程和热应力对复合材料构件成型后的质量有很大的影响。基于生死单元和循环载荷方法,对预浸带铺放成型复合材料构件的应力场进行了数值模拟,利用ANSYS中间耦合方法,实现铺放过程的温度-应力耦合分析:首先对铺放过程的温度历程进行求解,然后将温度场计算结果作为热载荷进行应力场分析,得到了预浸带铺放过程中构件内部的热应力分布及成型后的残余应力,最后分析了不同铺放参数对残余应力的影响。研究结果表明:在各层中,第一层的轴向、横向热应力最大,分别为64.8、11 MPa,随着铺放进行,各层自身的热应力逐渐增大;铺放头移动速度一定,热气温度从500℃升高到700℃时,构件成型后的轴向、横向残余应力分别增大了14、5.5 MPa;热气温度一定,铺放头移动速度从10 mm/s增加到30 mm/s时,构件成型后的轴向、横向残余应力分别减小了23.6、6.12 MPa,随着铺放层数增加,铺放速度对残余应力影响越来越小。     

梯度硅铝管壳回流焊接快速冷却热力仿真研究

针对某航天电子管壳焊接组件冷却过程中的热力耦合影响问题,建立了焊接组件的有限元热分析模型,研究了在快速冷却过程中梯度材料分布对低温共烧陶瓷(low temperature co-fired ceramic, LTCC)基板、梯度管壳的残余应力和变形的影响。以不超过基板断裂强度为前提条件,以降低管壳整体的残余应力与变形为优化目标,采用了多因素变换优选法,确定了管壳材料的最优梯度分布方案,即合金管壳自上而下的梯度分布为Al-35Si、Al-42Si、Al-50Si、Al-60Si、Al-70Si。其中,Al-35Si厚度为2.5mm, Al-42Si与Al-60Si的厚度均为1.6mm, Al-50Si厚度为0.8mm, Al-70Si厚度为2mm。在该方案下,LTCC基板冷却至室温时的最大变形量为4.86μm,最大第一主应力为6.761MPa,远小于LTCC材料的断裂强度320MPa;管壳冷却至室温时的最大变形量为18.291μm,最大残余应力值为20.46MPa,远小于管壳材料的屈服强度100MPa。管壳各层之间的应力集中现象不明显,管壳的整体焊接质量得到提升。     

铁氧体磁头材料

本文论述了各种磁头的录—放性能与磁头材料的主要磁特性之间的关系。由于磁记录系统向高密度方向的发展,对磁头几何参数的要求愈来愈高,铁氧体质硬而脆,因而对其精密加工性能提出了很苛刻的要求。文中讨论了影响磁头芯精密加工性能的各种物理因素。在选择磁头材料时,必须就其磁特性和其物理性能统盘考虑,作出恰当的选择。同时,在铁氧体磁头材料的研制和生产以及材料的系列化工作中,应该考虑这一问题。     

2A12-T4铝合金零件去应力处理工艺研究

针对2A12-T4铝合金薄板类零件在加工过程中,采用110℃保温6小时去应力处理后,对材料硬度略有升高的现象进行了不同参数的工艺试验,试验结果表明在240℃～260℃范围内加热4～6小时的去应力处理,既可降低材料硬度HRB4～7,又能满足设计要求的强度指标,对降低零件机械加工切削力、减小零件残余应力是十分有利的。     

立方星带芯磁力矩器多目标优化设计与实现

针对立方星体积与功耗存在限制的情况下,如何得到磁矩大而体积小、重量轻、功耗低的带芯磁力矩器这一问题,采用多目标优化的方法进行磁力矩器的设计。首先,按照圆柱型磁芯上缠绕多层漆包线的结构,分别推导了磁矩、功耗与磁芯尺寸、漆包线直径以及绕线匝数之间的数学模型。其次,根据磁矩与功耗的数学模型,在质量与体积均存在约束的情况下,采用遗传算法对磁力矩器进行多目标优化设计。再次,根据带芯磁力矩器的磁感应强度与磁矩之间的关系,设计了磁矩的测试方法。最终,将所设计的参数进行了具体实现。对磁力矩器的测试结果可以看出,所设计的磁力矩器不仅输出磁矩线性度高、剩磁小,而且满足立方星标准的要求。所设计的磁力矩器在多颗立方星上的成功应用表明了该设计方案的有效性。     

铝合金残余应力的降低和释放

从残余应力的产生和释放两个方面,讨论了降低和释放铝合金残余应力的各种方法及特点、适用范围和效果,提出了对解决铝合金加工变形问题的途径。     

固体推进剂/衬层界面裂纹的界面层模型有限元分析

建立了固体推进剂/衬层界面裂纹的界面层有限元模型,该模型将界面层划分成3个区域,每一区域内采用特定函数表示材料初始弹性模量的分布。应用软件ABAQUS划分网格并采用子程序USDFLD定义界面层内梯度材料的初始模量,计算得到了法向和剪切位移加载下的应力应变场和应力强度因子。计算结果表明,界面贮存时间延长时,裂纹尖端附近整体应力及应力强度因子明显减小,而应变最大值略有增大。该模型的建立及计算结果对求解固体推进剂/衬层界面裂纹问题有一定的工程意义。