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《浙江大学》 2003年
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航空铝合金残余应力消除及评估技术研究

王秋成  
【摘要】:7000和2000系列变形铝合金具有优良的力学性能与加工性能等,因此广泛地用作各种军用与民用飞机的主要结构材料。航空铝合金为了获得高强韧性,必须进行固溶与时效处理,在淬火过程中产生很大的淬火残余应力。残余应力直接影响航空铝合金结构件的疲劳强度、抗应力腐蚀能力、尺寸稳定性与使用寿命,并导致后续机械加工过程中,由于材料内部的残余应力的释放,容易产生很大的加工变形。因此,研究航空铝合金残余应力控制与消除技术是极为重要的。本论文的研究工作,主要有以下几个方面: 1.研究了铝合金构件内部残余应力的测试与评估技术。首先概述了国内外残余应力测试技术的研究历史与现状,在此基础上,分析了逐层钻孔法、X射线法测量航空铝合金结构件表层残余应力的原理与方法。其次,基于线弹性断裂力学原理,研究了一种被称为裂纹柔度法的残余应力测试新技术,详细分析了其测定原理、方法与实验装置。实验测定了7075铝合金板材在T73、T7351、T7352、T7353状态下的全厚度残余应力分布规律。研究结果表明它比逐层钻孔法及X射线衍射法具有更好的敏感性与精确度。 2.对7075铝合金板材与隔框模锻件的淬火残余应力进行了理论分析与实验研究。首先针对铝合金板材淬火过程的特点,建立了铝合金板材淬火过程的(热)弹塑性力学模型,推导了7075铝合金构件淬火过程瞬态温度场、应力场与残余应力场的计算方法,并在大型有限元软件ABAQUS、ANSYS上实现了7075铝合金板材与某飞机隔框模锻件淬火过程中温度场与热应力场的数值模拟,以及淬火残余应力形成和分布情况。进行了7075铝合金淬火时效热处理试验,并测定了7075铝合金试样在T73工艺状态、AQ工艺状态以及100℃-250℃高温条件下的机械性能,残余应力实验结果与模拟结果对比具有很好的一致性。 3.研究了机械法消除铝合金残余应力的理论与方法。首先概述了国内外机械拉伸法(Txx51)、模压法(Txx52)与模拉压法(Txx54)的研究现状;其次,建立了机械法消除铝合金板材残余应力的弹塑性力学模型,采用数值模拟方法系统分析了机械拉伸(模压)变形量、分段模压时的重叠区域等关键工艺参数对残余应力消除效果的影响。研究结果表明:机械拉伸法(Tx51)是简单形状零件消除残余应力的理想方法,仅1.O%永久拉伸变形量就基本消除了7075铝合金板材中的淬火残余应力,但需4.0%永久拉伸变形量才能完全消除残余应力。而模压时重叠区域愈大,消除残余应力效果愈好。 4.研究了深冷处理(T7x53)法消除铝合金残余应力的理论与方法。首先概括了国内外深冷处理(T7x53)法消除铝合金残余应力的研究概况;其次,在
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:V252

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【引证文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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5 廖凯;铝合金厚板淬火—预拉伸内应力形成机理及其测试方法研究[D];中南大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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3 江五贵;冯西桥;南策文;;介电层厚度和层数对微型多层陶瓷电容器残余应力的影响[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
4 胡晓东;;振动时效技术的突破——频谱谐波振动时效技术[A];2008年全国机电企业工艺年会《新兴铸管杯》工艺论坛征文论文集[C];2008年
5 刘一华;王炯华;;轿车后桥横梁中的残余应力研究[A];安徽省机械工程学会成立40周年纪念册暨安徽省装备制造业发展论坛会议论文集(1963-2003)[C];2003年
6 李振南;雷玉成;任闻杰;;CLAM钢激光焊T型接头残余应力及硬度分析[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
7 刘杰;李永强;李允公;闻邦椿;;波动时效机理的动力学研究[A];振动利用技术的若干研究与进展——第二届全国“振动利用工程”学术会议论文集[C];2003年
8 郑永男;左翼;周冬梅;范平;袁大庆;朱升云;;正电子湮没方法研究材料中残余应力[A];第四届全国反应堆物理与核材料学术研讨会论文集[C];2009年
9 史丽萍;赫晓东;李垚;;EBPVD制备复合多层结构材料中残余应力的数值模拟[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
10 陈祖福;田晓虎;;预置应力对焊接残余应力峰值的影响研究[A];第九次全国焊接会议论文集(第2册)[C];1999年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 王庆;振动时效技术[N];中国冶金报;2002年
2 杨红岩;分析探讨超厚浮法玻璃的退火技术[N];中国建材报;2007年
3 记者 白茂槐;第二代高强度稀土钢轨出口巴西[N];中国冶金报;2007年
4 肖英龙;日本功能性船板开发使用现状[N];世界金属导报;2006年
5 迟明;对待液化石油气钢瓶大意不得[N];中国安全生产报;2007年
6 陈光烁;浅析幕墙横梁的局部稳定性[N];中华建筑报;2006年
7 刘友存;日本钢铁技术公司向罗德洛基提供厚板冷矫平机[N];中国冶金报;2007年
8 彭在美;自主创新 重点跨越 支撑发展 引领未来[N];世界金属导报;2006年
9 林立恒;新型平整机:更高的平直度[N];世界金属导报;2008年
10 肖英龙;神户制钢在中厚板领域的核心技术及产品[N];世界金属导报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 朱丽娜;基于纳米压痕技术的涂层残余应力研究[D];中国地质大学(北京);2013年
2 陶波;热压玻璃透镜里的残余应力研究[D];中国科学技术大学;2013年
3 肖磊;基于深度—敏感压痕技术的疲劳裂纹尖端残余应力研究[D];浙江大学;2014年
4 姜运建;P92钢焊接残余应力场及对高温寿命的影响研究[D];天津大学;2011年
5 孙志国;MEMS封装中的残余应力演化及其相关可靠性研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2002年
6 刘超前;薄膜织构和残余应力表征及取向铁电薄膜的性能[D];哈尔滨工业大学;2009年
7 刘海涛;精密薄壁回转体零件加工残余应力及变形的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 龚海;铝合金厚板内应力演变规律及残余应力场评估模型研究[D];中南大学;2011年
9 冯升波;磁测残余应力法的基本理论和实验研究[D];清华大学;1997年
10 陈玉安;铍材X射线残余应力无损测定原理和方法[D];重庆大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 熊江;大鼠腹主动脉瘤模型残余应力的初步研究[D];第二军医大学;2002年
2 董瑞强;航空铝合金残余应力引起构件变形的数值模拟[D];浙江工业大学;2004年
3 杨武;现场环境对厚钢板焊接应力的影响研究[D];重庆交通大学;2010年
4 孙建海;电子封装残余应力及器件热失效的光测实验和数值模拟研究[D];首都师范大学;2003年
5 杨健;激光快速成形金属零件力学行为研究[D];西北工业大学;2004年
6 汪小芳;刀一屑摩擦对残余应力分布影响的模拟分析[D];浙江大学;2004年
7 陈会丽;爆炸焊接复合板界面残余应力的研究[D];昆明理工大学;2005年
8 谷绪地;直缝焊管高频感应焊接残余应力分析[D];燕山大学;2010年
9 温磊;复合材料层压板残余应力的研究[D];北京航空材料研究院;2000年
10 刘海彬;一种基于物质磁性变化测量铁磁性材料应力的信号发生及数据采集分析的辅助设备[D];吉林大学;2005年
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