纤维增强金属层板零件充液成形过程及工艺分析

对某型号飞机外表面盒形件进行研究,应用有限元软件Abaqus/Explicit建立玻璃纤维增强铝合金层板充液成形的有限元模型,研究充液成形过程中液室压力以及压边力对成形结果的影响,并通过实验验证仿真结果的准确性;通过对成形后的零件进行真空固化处理,最终得到合格零件。研究结果表明:在该方盒形零件的充液成形过程中,当成形加载压边力为2.0 MN,液室压力为30 MPa时,可以成形出质量良好的零件;成形后真空固化处理工艺能有效校正零件翘曲等现象,提高零件强度和刚度。     

纤维金属层板的拉伸性能研究

GLARE是一种先进的混杂层板材料,由高韧度薄铝合金层和高强度玻璃纤维/环氧树脂层交替铺设而成,具有独特的轻质、耐疲劳、耐冲击、高阻燃性和耐腐蚀属性.系统地对GLARE层板进行了静力拉伸测试,展示了铺层结构和铺层类型对其静力学性能的影响,并对混杂模型的适用性进行了验证.结果显示:采用混杂模型法预测GLARE层的轴向弹性模量具有较高的精度,但进行强度预测时对于部分类型的层板需要考虑纤维的桥接作用.     

锥形件充液成形实验研究

研究了圆锥形零件充液成形过程中压边力与液池压力的关系以及它们对工件成形结果的影响,圆锥形零件是曲面类零件拉深成形中较为曲型的零件之一,对其充流成形的研究具有实际意义。     

金属橡胶辊压成形工艺及力学性能关联分析

针对新型辊压和传统冲压两种成形工艺制备薄壁平板状金属橡胶的微观结构和力学性能差异性,利用ABAQUS软件对成形过程进行有限元仿真,预测了两种金属橡胶内部细观结构的变形特征,验证了金属橡胶力学性能与结构的关联性,并确定了辊压优选参数。试验结果表明,不同成形工艺过程影响金属橡胶内部螺旋丝的钩连和接触形式,辊压比冲压得到的试样的刚度明显更低,但对金属橡胶的宏观损耗因子影响并不大;辊压时采用多道次、小压下量可以提高金属橡胶的阻尼性能,辊压速度和进料方向对金属橡胶的力学性能影响不明显。本研究工作为辊压成形制备金属橡胶的工艺设计及工程化应用提供了参考价值。     

充液填料塔的传质性能分析

本文分别对充液填料塔的气相和液相传质性能进行了分析,并考虑了液体纵向混合的影响。结果说明,充液填料塔中的气相传质系数并不比普通填料塔中的大,液相的则较大而单位体积的相接触面积则不一定总是大于填料层的几何比表面积。此外,作者认为,既然在篩板上的鼓泡层中,分子擴散系数是有显著影响的,因而在充液填料塔中也应该是有影响的。从而认为,用界面动力状态理论来说明充液填料塔的传质机理是值得商榷的。     

含孔型缺口的纤维金属层板剩余强度

纤维金属层板(fiber metal laminates,FMLs)作为混合层板家族中一员,由铝合金层和预浸料层交替铺设而成.相比于铝合金板,含缺口的纤维金属层板强度下降更为明显.为研究含孔型缺口的纤维金属层板的剩余强度,测试了光滑试样的静力拉伸性能和缺口试样的剩余强度.分析了铺层结构对剩余强度的影响,引入应力失效模型预测了纤维金属层板含孔型缺口的剩余强度,讨论了含缺口纤维金属层板的失效模式、损伤萌生和扩展过程.结果显示:带孔GLARE3层板的强度下降约为40%,铺层增加后缺口敏感性下降,特征长度增加,约在90%的剩余强度时缺口处有损伤发生.     

编织纤维混凝土耗散性能研究

研究正交纤维格栅织物增强混凝土的动力性能和耗散的机制。格栅织物通常用在土体的固定方面,在混凝土工程的应用方面较少。纤维编织格栅混凝土是纤维增强材料混凝土一种功能上的更新和进步,显示了混凝土基体材料与编织格栅的相互作用和便捷的施工工艺。     

静力拉伸载荷下纤维金属层板的变形行为

为研究静力拉伸载荷下纤维金属层板变形行为,在标准试验之外引入数字图像关联技术(简称DIC),观测了GLARE2-3/2、GLARE3-3/2和GLARE6-3/2层板试样的应变变化过程.对比分析了获得的应力-应变曲线、应变云图及试样不同位置处的应变随载荷时间历程变化的过程.结果显示:GLARE2-3/2层板试样的应变变化过程均匀稳定,无明显边界效应;GLARE3-3/2层板试样轴向有瞬时的性能退化,横向具有边界效应;GLARE6-3/2铺层试样具有两次瞬时性能退化,横向边界效应与GLARE3层板试样相反.     

苎麻针织物编织工艺及服用性能探讨

开发苎麻新产品,提高麻类针织物的加工深度,研制风格优良的苎麻针织物,对充分利用我国丰富的苎麻资源有积极意义。本文主要探讨苎麻针织物的编织工艺及服用性能:保水性,折皱回复性,表面摩擦性能等。设计了几种方案,并对几种方案的针织物进行分析比较,提出改善苎麻针织物服用性能的途径。     

变幅载荷下纤维金属层板的疲劳与寿命预测

文章建立了纤维金属层板等幅疲劳载荷下的疲劳裂纹扩展速率与寿命预测模型。在此基础上对玻璃纤维-铝合金层板（GLARE）的疲劳裂纹扩展与分层扩展行为进行了试验研究,探讨了层板过载疲劳行为的机理,提出了纤维金属层板变幅载荷下疲劳寿命预测的等效裂纹闭合模型,并在GLARE层板上得到了验证。     

基于数值模拟的汽车翼子板充液成形研究

针对汽车前翼子板曲面构造复杂、拉深较浅,在冲压过程中容易出现的破裂和变形不足问题,应用数值模拟的方法,采用大型非线性动力显式分析软件ETA/Dynaform5.5,对零件模具型面进行优化设计,对比分析汽车翼子板在普通拉深与充液拉深两种工艺下的成形规律.以翼子板的成形极限图(FLD)及壁厚分布图为评定标准,研究比较两种工艺对翼子板成形性的影响.结果表明,在合理的液压加载路径下,充液拉深相对于普通拉深可更有效地控制破裂和变形不足,提高板料的流动均匀性和贴模程度.翼子板充液拉深的最佳加载路径:拉深初始液室压力为0,在板料与凸模大部分贴合的中期,施加2MPa的液室压力并进行一段时间的保压,再增至5MPa,最后快速地增到25MPa.获得的覆盖件质量较高,壁厚分布较均匀.     

针织医用金属内支架的编织工艺研究

在自行设计研制的小口径针织机上，从牵拉张力、弯纱深度、给丝张力等方面探讨了针织医用金属内支架的编织工艺对支架形态的影响规律，揭示了编织规律和不同编织工艺条件下的较佳值。     

全膜润滑金属成形工艺的有限元仿真分析

全膜润滑的金属成形的数值分析非常少,这主要是由于求解润滑模型的方法只适用于轴对称和平面应变情况.因此,本文中提出了全润滑膜润滑和金属成形有限元法相结合的统一方法,适用于稳态和非稳态的三维成形工艺,也适用于轴对称和平面应变情况.而一个轴对称拉深成形被用来做一个样板实验.该法大幅度增加了仿真的精度.而理论计算的润滑膜厚与实测值相一致,这也证明本文的方法优于其它方法.     

充液内螺旋翅片游动芯头的性能分析

系统分析了充液内螺旋翅片游动芯头在旋压过程中的润滑特性,结果表明：与传统内螺旋翅片游动芯头相比,充液内螺旋翅片游动芯头在旋压过程中可实现充液润滑状态;随着充液压力和轴向运动速度的增大,轴向拉力减小,其中充液压力对轴向拉力的影响较大;球形挡头和锥形入口模结构较好。试验结果与理论分析基本一致。     

压边力和液压力对椭球形件充液拉深成形的影响

起皱和破裂是板材零件的两大缺陷。充液拉深成形是一种新的塑性加工工艺,可以改善曲面形零件的成形质量。压边力和液压力是该工艺的关键参数。利用Dynaform有限元分析软件研究了旋转椭球形件在恒压边力变液压力、变压边力变液压力情况下的充液拉深成形情况。模拟结果表明,压边力和液压力的加载路径对于零件的成形有明显的影响,采用变压边力变液压力技术可以得到不破裂、不起皱、减薄率小、厚度均匀的零件,在很大程度上改善了零件的成形效果。     

Ⅰ型拉伸棒金属注射成形3D充模模拟

基于ANSYS提供的Z-Buffer切片模型空间观测方式模拟了注射成形喂料在简单几何模腔的流动情况.讨论了浇口位置、浇口大小和模壁温度等工艺参数对熔体充模过程的影响,预测注射成形过程中部分常见缺陷产生的条件.模拟结果表明:当采用长×宽为4 mm×1 mm的侧面浇口,模温为320 K、注射温度为400 K以及体积流量为60 cm3/s的注射参数时进行注射,可以得到良好的无缺陷硬质合金I型拉伸试样预成形坯.     

金属沉积成形流固耦合工艺参数

为了研究金属沉积成形中流固耦合过程工艺参数,建立了VOF理论模型,利用该模型对整个熔滴沉积流固耦合过程进行数值模拟.通过变换相关参数,分析了熔滴滴落及在基板壁面上的铺展状态,研究了不同熔滴直径、碰撞速度以及基板温度对变形过程的影响.结果表明:熔滴在滴落过程中,温度由外层向内部逐渐降低,凝固层加大,而熔滴内部中心处温度基本不变;撞击基板后,熔滴沿着半径向外扩散,水平半径逐渐增大,高度逐渐减小;不同的基板温度所对应熔滴的凝固时间不同,而基板温度越低,熔滴凝固越快;不同直径的液滴在撞击经过预热的基板后,因金属熔滴凝固,体积分数随沉积时间延长而减小,但对铺展时间有影响.     

聚酰亚胺长丝二维编织工艺与性能

为制备轻质、高强、低延伸率的空间应用张力编织绳,探明二维编织工艺对编织绳性能的影响机制,通过拉伸及耐磨损性能试验对3种不同线密度的聚酰亚胺(polyimide, PI)长丝进行可编织性能分析,同时在C12型高速编织机上制备13种PI编织绳,对编织工艺参数及拉伸性能进行测试与分析并建立回归方程。试验结果表明：PI长丝线密度越大,其刚度越大且越不易弯曲,其中线密度为111.1 tex的PI长丝的耐磨性能最好;随着编织节距的增加,编织绳直径和编织角逐渐减小,断裂强力增加而断裂伸长率减小,当编织节距增大到一定值时,断裂强力和断裂伸长率趋于一定值,回归方程的拟合程度均超过90%。综合所有直径为0.9～1.1 mm的编织绳,当PI长丝线密度为111.1 tex和编织节距为5 mm时,编织绳强力为1 226 N和断裂伸长率为5.73%,该编织绳结构紧密且力学性能最优。     

多孔金属的制备工艺及性能综述

该文综述了多孔金属材料现阶段的各种制备工艺及性能应用。制备工艺主要是从金属熔体、粉末、沉积3个方面展开论述,并根据多孔金属所具有的轻质、高强、减震、消音等特点,对其作为结构材料、功能材料在建筑、化工及医用方面的应用进行了综述。随着现代工业及科技的进步,多孔金属材料的发展逐渐向材质的合金化、复合化,孔径的微细化,制备与应用研究一体化方向发展。     

形状记忆合金纤维层板固有频率可调性的有限元分析

采用有限元方法建立SMA纤维层合板的有限元动力学模型，通过矩阵特征值问题求解，得到板的固有频率，讨论了相奕激发温度的改变、SMA纤维的体积分数、SMA预拉伸变形等参数对结构固有频率的影响。研究结果对于实现SMA纤维复合材料减振降噪智能结构的自适应控制具有一定的参考价值。