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。     

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。     

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。     

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。     

振动时效原理分析及在大型环框类零件上的应用

金属工件在成型过程中,均有可能形成残余应力。在许多情况下,残余应力的存在会对工件的机械性能产生极为不利的影响。本文从振动时效的机理入手,得出消除残余应力的本质途径是给金属原子以足够的能量,使其振动加剧回到平衡位置,从而实现晶格畸变的减少;另外振动时效可以使那些处于弹性应力状态的部分实现塑性屈服,从而减少金属的弹性应变量,进而达到减少残余应力的目的。文章还从新一代运载火箭实际工程应用中验证了振动时效的有效性。     

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。     

薄壁焊接件精密深孔加工的精度控制

通过快速装填系统爬行油缸液压筒加工工艺及生产过程。对深孔加工条件下如何减少、消除焊接应力及变形,控制加工精度,进行了有效的探索和尝试。采用了焊前预热及焊后保温的工艺方法减少焊接残余应力,将整体加热到550～650℃经充分保温后缓慢冷却以降低焊接应力。机加中采用多次走刀,逐渐精化的方法去除焊接变形,对如何正确使用加工基准及深孔加工需注意的问题也作了说明。     

碳纤维复合材料残余应力消除方法探讨

分析了碳纤维复合材料产品在实际生产过程中发生的变形问题,指出产品的变形是由于材料中存在残余应力而引起的。为了提高碳纤维复合材料产品的精度及稳定性,促进其在空间遥感器上的应用,对消除该材料残余应力的方法进行了探讨,提出了可采用振动时效的方法来消除碳纤维复合材料中的残余应力。     

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。     

振动消除应力技术应用研究

分析并讨论了振动消除应力技术的基本原理,通过振动消除应力与传统的热处理时效工艺的对比工艺试验,验证了振动消除应力在铝合金零件加工中的消除应力控制变形的有效性,对于高强铝合金小型薄壁结构件和大型结构件,效果优于热处理时效消除应力,并给出了振动消除应力技术在航天器大型铸件、精密零部件、大型零部件加工中的应用实例。     

复合材料壳体固化成型过程残余应力和形变分析

大尺寸复合材料固化过程因加热不均,出现较大的温度梯度,进而导致固化不均匀;温度梯度和固化度梯度使得壳体内出现热应变和固化收缩应变,最终形成残余应力和结构形变。为分析复合材料壳体固化过程的结构变形,本文结合壳体的实际成型过程,考虑树脂的固化放热、固化收缩和复合材料的各向异性特性,采用CHILE(α)弹性模型,对复合材料壳体固化成型过程的热传递、残余应力衍化及固化变形进行数值研究。研究结果表明,凝胶点前,复合材料仅受到热膨胀作用;凝胶点后至降温前,受到热膨胀和固化收缩的共同作用,壳体先快速收缩后膨胀;降温阶段,壳体缓慢收缩。固化完成后,壳体的固化变形约为0.08,残余应力约为10~6N/m~2。     

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。     

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。     

发射支架的焊接变形控制

发射支架,体积4080×2060×2400(mm)。重1.8t、焊接装配后要求尺寸精度纵倾角15°_(-1)~(+3)横倾角0°±6°;其余尺寸公差均为0.5mm。经研究分析影响变形的因素,提出按应力分布状况将整体焊接构件分解成若于小部件分别施焊控制变形量,然后总装焊接组合,又利用振动消除应力技术代替热处理消除应力技术,平均消除残余应力34.9％(12.2％～62.2％),不仅消除了残余应力,同时还增加了焊接构件的抗变形能力,避免了焊后整体机械加工,解决了小厂没有大设备的困难,缩短了制造周期,节省了费用。     

继电器底座部件中玻璃绝缘子的应力及其去除

玻璃制品在制作过程中很容易产生应力,即使是出厂前已检验合格的部件也极容易再出现应力.本文结合航天密封继电器底座部件的绝缘子,对玻璃中的应力分类、表示方式及计算作了简要阐述,对出现原因及消除方法也进行了探讨.     

平面磨削残余应力的试验研究

对平面磨削表面层残余应力进行了试验研究。在回归正交试验的基础上，建立了表面残余应力、表面层残余拉应力峰值与磨削用量（磨削深度、工作合纵向速度、横向进给量）之间的数学关系。从而为平面磨削表面层残余应力的预报与控制打下基础。     

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。     

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。     

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。