初始应力状态对薄壁件双侧滚压影响规律

双侧滚压工艺是航空结构件生产过程中常采用的校正方式，然而由于滚压校正过程中工件原有应力场与滚压应力场的耦合作用等材料内部物理力学性能变化机制不明确，限制了滚压校正工艺稳定性的提升。为此建立了无初始应力、仅毛坯应力、毛坯应力与加工应力耦合3种初始应力状态下的7050-T7451铝合金T型件双侧滚压有限元模型，获得了工件的滚压变形及残余应力分布规律。结果显示3种初始应力状态下滚压导致的工件最大弯曲变形量分别为2.56×10^-1、2.76×10^-1、2.49×10^-1 mm。毛坯应力对滚压变形的影响程度约为7.8%，在此基础上加工应力的影响约为9.8%，且毛坯应力与加工应力的作用方向相反。滚压区域残余应力主要集中在滚压方向和垂直滚压方向，在工件表面均为压应力，在次表面达最大值。初始应力会导致工件沿滚压方向全厚度范围内的应力值增大；而在垂直滚压方向，初始应力主要造成表面应力的改变。对滚压过程中的应变-应力场演变过程进行了分析，揭示了毛坯应力与加工应力对滚压作用的影响机制。研究成果对于进一步提高滚压校正精度具有重要意义。     

超声滚压技术在表面强化中的研究与应用进展

超声滚压加工是一种复合特种加工技术，其综合了传统滚压和超声加工的材料去除方式，在增加残余应力提高表面完整性、抗疲劳、抗腐蚀、耐磨损等方面具有显著的优势。自该技术应用至今，国内外学者做了大量有关超声滚压工艺及机理方面的研究，并在多种重要金属材料及关键零部件中应用。本文首先总结了国内外滚压装置的发展现状；其次论述了超声滚压机理研究的主要方法（理论法、有限元法和实验法）研究进展，指出以上3种方法的优缺点及待解决问题；随后总结了超声滚压对表面完整性（包括微观结构、表面形貌、微观硬度、残余应力）的影响规律，超声滚压对提高抗疲劳特性及其他性能影响，并指出超声滚压目前存在的不足及尚待解决的问题；最后就超声滚压技术进一步研究和发展方向进行展望，从而为曲面的超声滚压制造提供一定的参考。     

汽车发动机曲轴滚压机理与运动学分析

文章在理论分析的基础上，对曲轴进行了滚压运动分析，并对曲轴滚压变形的工作机理进行了探讨，为曲轴滚压校直专家系统的建立提供了理论依据。     

航空Inconel718高强紧固件螺纹温滚压成形技术

高性能航空紧固件都要求在热处理后进行螺纹滚压,以保证螺纹具有对疲劳寿命有利的压应力状态。高强紧固件螺纹在冷滚压成形过程中易产生裂纹、折迭等缺陷。此外,工具寿命较低。主要论述了高强紧固件螺纹成形的技术难点,提出了采用温滚压成形工艺技术方法。通过温滚压温度参数试验、试验件的金相和性能试验,并与冷滚件进行了对比,温滚压成形在提高工件质量和滚压工具寿命方面具有无比的优越性。     

自张式外螺纹滚压头

我们参考西德汉堡SCHWARENBEK量具刃具厂和上海工具厂的有关资料,设计了三种外螺纹滚压头,可滚压螺纹的范围分别是M3～M5、M6～M10、M10～M22毫米,并试制了其中的大、小两种滚压头。经试用表明,用螺纹滚压头滚压外螺纹,其型面精度高,表面光洁度可达▽7,并可提高牙型的抗拉强度、抗疲劳能力及耐磨性,减少了加工工时,解决了我所外螺纹镀前加工缺少设备的问题。同时,为外螺纹的成形加工提供了一个新方法。外螺纹滚压头的结构如图所示。     

小模数圆柱直齿渐开线花键滚压成形新工艺

介绍了一种小模数圆柱直齿渐开线花键滚压成形的新工艺。这种工艺方法是采用一对滚压轮和一套专用夹具组合在普通滚丝机上对花键零件滚压成形。     

TC4合金低塑性抛光过程数值模拟

为了研究低塑性抛光工艺参数对材料表面性能的影响,采用有限元分析软件ANSYS对TC4合金板材低塑性抛光表面强化过程进行了数值模拟。运用单因素试验法分别分析了液压油预压力、滚压速度、滚压道次、进给量4个工艺参数对表面残余应力的影响。结果表明:液压油预压力对残余应力分布影响最大,增加液压油预压力可使残余压应力层深度明显增加;滚压速度和滚压道次主要影响表面残余应力,表面残余压应力随滚压速度减小和滚压道次增加而增大;进给量对残余应力分布均匀性有显著影响,减小进给量可使均匀性增高。通过对比残余应力分布,建议液压油预压力设为450 N,滚压速度取为10 mm/s,进给量取为0.1 mm,滚压道次选择为3次。研究结果可为TC4合金低塑性抛光试验工艺参数选取提供理论参考。     

环境效应和强化效果对300M超高强度钢疲劳性能的影响

研究了３００Ｍ超高强度钢螺纹滚压和未滚压试样在空气和３．５％ＮａＣｌ的水溶液中的疲劳性能。揭示了环境效应与强化效果的关系。实验发现，在ｆ＝１０Ｈｚ下，滚压件在盐水环境中和未滚压件在空气环境中的应力－寿命曲线之间存在一相交点。应力高于该相交点，强化效果起主导作用；低于该相交点，环境效应起主导作用。     

不锈钢锯齿形螺纹的滚压加工

本文叙述了锯齿形螺纹滚压加工的滚丝轮设计及锯齿形螺纹的滚压工艺技术。     

镁合金机轮滚压强化工艺

在分析现行滚压工艺的基础上,研究了工艺参数与残余应力之间的关系,设计了液压式滚压装置,并以大尺寸镁合金机轮做了试验,获得了初步结论。     

大直径在线测量新方法研究

高准确度在线测量大型回转体工件的直径是长期困扰人们的一个难题。本文介绍了一种大直径工件在线测量的新技术,其基本原理是＂多滚压轮＂测量法,它减小了传统单滚压轮法因存在滚压轮打滑、变形和温度场变化等问题而引入的测量误差。     

热处理后滚压螺纹对30CrMnSiA,30CrMnSiNi2A钢螺栓缺口敏感性的影响

介绍了高强度、超高强度合金钢螺栓分别采用不同的螺纹加工工艺时,进行偏斜拉伸对比试验研究的过程与结果;分析了热处理后滚压螺纹对其缺口敏感性无明显影响的因素,进一步论证了热处理后滚压螺纹工艺的可行性;并对采用热处理后滚压螺纹工艺的这两种钢螺栓进行了缺口敏感性的定量分析.     

A100钢外螺纹椭圆超声滚压强化试验研究

A100钢有较高的疲劳抗力和显著的减重效果.在航空工业中,飞机起落架主要承力件正逐步采用A100钢,且主要承力件多采用螺纹联接.为了提高螺纹疲劳寿命,提出了超声振动滚压强化工艺方法,设计了外螺纹超声滚压强化装置,进行了螺纹超声滚压强化前后性能对比试验.利用X射线分析仪、维式硬度计、粗糙度仪和疲劳试验机,分别测量了螺纹超声滚压强化前后的残余应力、维氏硬度、表面粗糙度以及疲劳寿命.结果表明,超声滚压强化后牙底残余应力提高了70％,显微硬度提高了14％,粗糙度降低了51％,600MPa应力条件下寿命提高了5倍.     

基于能量理论的航空整体结构件滚压变形校正载荷预测方法

航空整体结构件在数控加工过程中,由于多种因素耦合作用影响,普遍存在不同程度、不同形式的加工变形问题。滚压校正是实现大长宽比薄壁结构件变形校正的有效手段,且在获得工件尺寸精度的同时,引入压应力,提高工件使用寿命。目前,滚压变形校正多依赖于工人经验和试错法,缺乏校正载荷的准确预测方法,质量稳定性差。为此,基于能量理论,在分析梁类零件校正过程能量平衡要求的基础上,结合等效截面法和弯曲应变能法,分别对变形工件的弯曲应变能和滚压做功进行计算,进而建立工件变形量与校正载荷间的数学模型,实现滚压变形校正载荷预测。进一步,为实现校正载荷准确性的快速评价,采用直接应力法建立了加工变形-滚压校正协同仿真环境,实现了梁类航空整体结构件滚压变形校正的快速等效模拟。最后,以三隔框结构件为例进行了有限元仿真和试验验证,直接应力法仿真分析获得的变形消除率为94.5%,试验获得的单次滚压变形消除率达到82.0%,滚压区域表面由铣削拉应力转变为滚压压应力,校正效果符合预期。     

热处理后滚压螺纹对30CrMnSiA,30CrMnSiNi2A钢螺栓缺口敏感性的影响

介绍了高强度、超高强度合金钢螺栓分别采用不同的螺纹加工工艺时 ,进行偏斜拉伸对比试验研究的过程与结果 ;分析了热处理后滚压螺纹对其缺口敏感性无明显影响的因素 ,进一步论证了热处理后滚压螺纹工艺的可行性 ;并对采用热处理后滚压螺纹工艺的这两种钢螺栓进行了缺口敏感性的定量分析。     

滚压强化表面状态特征的疲劳演化及抗疲劳机制研究进展

作为机械表面强化技术之一,滚压强化工艺能够有效提高材料的疲劳性能、耐磨损性能、耐腐蚀性能以及损伤容限性能,现已被应用于航空发动机叶片等的表面改性处理。首先,对滚压强化的基本原理及优点进行了介绍。其次,鉴于表面状态特征演化对疲劳性能的重要影响及越来越多的学者对此问题的重视与研究,分别综述了滚压强化工艺的表面状态特征（残余应力、显微硬度和微观组织）的疲劳演化、抗疲劳机制以及疲劳寿命预测方面的研究进展。然后,并与其他工艺的研究进展进行横向对比分析,总结了滚压强化工艺当前研究存在的不足。最后,对滚压强化工艺今后的研究内容与发展方向进行了展望。     

表面机械强化工业纯钛疲劳性能的研究

利用透射显微技术和 X射线衍射分析技术 ,对工业纯钛在喷丸、滚压两种强化方式下的组织和残余应力进行了对比研究。结果表明 :1 ) TEM组织中均可观察到位错和变形孪晶。滚压形成了单个分散的孪晶 ,喷丸表层中形成大量相互交叠的孪晶和变形带 ;疲劳后 ,喷丸组织中产生孪晶 -孪晶的交互作用 ,而滚压组织中是孪晶 -晶界的交互作用。2 )喷丸较滚压强化表层残余应力松弛显著 ,疲劳后两者的表层残余应力相当 ;3)喷丸较滚压粗糙度高一个数量级。并依上述分析对表面机械强化机理进行了解释。     

谈谈航天螺纹的滚压

去年岁末,航天系统收到全国螺纹标委会关于开展辗压螺纹研讨征文活动的函,同时还看到了贵刊1996年第6期上刊出的李晓滨同志撰写的《辗压螺纹毛坯直径计算法———分析与对比》一文,从中获悉全国螺纹标委会和中航总301所正在全国范围内组织有关螺纹滚压(搓丝)征文活动,我们对此极感兴趣,并愿借此机会将航天系统用螺纹滚压(简称航天螺纹滚压)状况介绍给同仁们,以期相互学习、交流和探讨。我们还将撰文提出我们对目前常用滚压螺纹毛坯直径计算法的看法。1　历史航天螺纹滚压,始自50年代中期,至今已有40余年。其间滚压毛坯直径的确定方法可分为…     

钛合金导管内径滚压连接数值模拟与试验研究

利用有限元方法,对钛合金导管内径滚压连接成形进行数值模拟,通过对导管、管套卸载前后的回弹分析,以及材料流动规律分析,掌握内径滚压连接成形机理;通过试验研究,获得导管材料和管套结构对滚压连接成形的影响规律;并通过耐压试验对不同材料导管连接件的密封性能进行了验证.     

滚压强化技术及在航空领域研究应用进展

金属疲劳和腐蚀失效是限制飞机日历寿命、影响航空安全的关键因素之一。滚压强化是一种常用的提高航空金属零部件疲劳强度和耐腐蚀性能的机械表面强化技术。总结了滚压强化技术的强化机理,介绍了国内外专家学者对滚压强化技术的研究现状,综述了该技术在航空领域的应用现状。可以预见,随着滚压技术的不断突破,其强化效果会越来越好,应用领域会越来越广,在提高航空安全保障的同时,其价格优势会带来极大的经济效益。