国家自然科学基金(51175257)
- 作品数：11 被引量：92H指数：7
- 相关作者：鲁世红高国强刘朝训张涛史学刚更多>>
- 相关机构：南京航空航天大学中航飞机股份有限公司西安飞机分公司西安飞机工业集团有限责任公司更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金江苏省“六大人才高峰”高层次人才项目更多>>
- 相关领域：金属学及工艺一般工业技术航空宇航科学技术理学更多>>
- 铝合金超声波喷丸成形制件表面完整性研究被引量：16
- 2013年
- 采用试验方法对AA2024-T351进行数控超声波喷丸成形，研究了超声波喷丸成形制件的显微硬度、残余应力场、表面形貌、表面粗糙度及半高宽等随超声波喷丸过程参数变化的规律，定性地探讨了AA2024-T351超声波喷丸后表面完整性的改善状况。结果表明：超声波喷丸后，制件的显微硬度得到了明显提高（最大增幅为20％），同时在材料表面产生了一定厚度的硬化层（深度约为300μm）；制件内部引入数值较高、分布呈现梯度形式的残余压应力场，残余压应力场的临界深度在500～650μm之间，在距表面200μm处产生了最大残余压应力；制件表面形成一道道犁沟，表面喷丸区域的粗糙度Ra有一定程度的增大；制件表面层的半高宽值变大，深度在125μm左右，半高宽的增大表明材料冷作硬化程度加大、晶体内部位错密度有一定程度的增大。显微硬度的提高、残余压应力场的引入及表面层组织的细化有助于喷丸成形制件疲劳寿命、抗磨损和抗腐蚀性能的提高。
- 史学刚鲁世红张炜
- 关键词：残余应力显微硬度
- 铝合金超声喷丸残余应力场被引量：14
- 2014年
- 为定量探索喷丸工艺参数对超声喷丸后材料表层残余应力场分布和硬化程度的影响规律,采用X射线衍射法研究了撞针式超声喷丸后7055-T7751铝合金表层残余应力和半高宽的分布情况。结果表明:超声喷丸残余应力场分布深度(Zo)、最大残余压应力值(σmrs)及其深度(Zm)在一定范围内随冲击振幅(f)和撞针直径(d)的增加而增大。最佳工艺参数有两组,分别为2mm直径撞针和80%冲击振幅、3mm直径撞针和70%冲击振幅,两者使最大残余压应力分布深度提高1.31倍以上,且使材料冷作硬化层深度提高0.7mm以上,并分别将最大残余压应力值提高到喷丸前的6.8倍和8.14倍。分析认为,超声喷丸对优化材料表面残余压应力场方面效果显著,适当强度的超声喷丸能够有效提高材料疲劳极限、表面冷作硬化程度。
- 郭超亚鲁世红
- 关键词：超声喷丸铝合金残余应力
- 高能超声波喷丸成形与校形技术研究进展被引量：15
- 2013年
- 近年来，随着超声波技术的发展，尤其是大功率超声冲击设备制造技术的日益成熟，应用高能超声波产生的冲击波进行金属板料的塑性成形与校形成为了可能。
- 鲁世红朱一枫刘朝训关艳英成书民
- 关键词：超声波技术喷丸成形校形超声冲击塑性成形金属板料
- 基于可靠性数据的航材备件需求预测方法被引量：10
- 2017年
- 航材备件的需求预测已成为装备综合保障领域研究的难点。主要对各部件寿命分布类型进行归纳与总结,建立多数零件服从寿命分布类型的需求预测模型,并对军机执行任务这一特殊情况建立了战损备件预测模型。以可靠性数据为研究基础,对正态分布、指数分布、威布尔分布等备件进行分类分析,根据实际情况逐步精确备件保障概率的取值。计算结果表明,方法能给出合理的备件保障概率和备件需求预测结果。
- 刘文浩鲁世红王伟
- 基于有限元仿真的带孔板超声波喷丸成形工艺被引量：3
- 2015年
- 为探究飞机壁板带孔部位在喷丸成形时产生的孔区异形,应力集中等问题,文中利用有限元方法对2024铝合金带孔板喷丸后孔区域变形情况进行研究,分析了喷丸区域离孔的距离(孔边距L)对孔变形程度的影响;讨论了板料厚度,喷丸速度,喷丸覆盖率等喷丸工艺参数对带孔板孔变形程度的影响规律;绘制了孔异形程度B<1%和B<2%两种情况下不同喷丸参数时应采取的最小孔边距曲线。结果表明:孔边距过小时(0≤L<1mm)孔异性程度最大,应力集中明显;板料厚度可以有效的减小孔异形程度,板厚大于6mm时孔异形程度基本小于1%;当孔异形程度一定时,喷丸速度和喷丸覆盖率越大,就需采用更大的孔边距,覆盖率F>140%时,孔边距需增加到17mm以上才能使孔异形程度降低到1%以下。
- 鲁世红成书民刘朝训朱一峰
- 关键词：2024铝合金有限元超声波喷丸
- 基于元胞自动机法的7055铝合金动态再结晶变形参数优化（英文）被引量：11
- 2017年
- 为了研究7055铝合金在热压缩过程中的组织演变规律,基于元胞自动机法(CA)建立7055铝合金动态再结晶(DRX)模型。为了获得模型的材料参数,进行单道次热压缩实验,通过最小二乘法拟合获得7055铝合金的位错密度模型、形核率模型和再结晶晶粒长大模型。研究应变、应变速率、变形温度和初始晶粒尺寸对热压缩过程中显微组织演变的影响。结果表明:在热压缩过程中,动态再结晶使材料晶粒明显细化。大应变、高温和低应变速率有利于晶粒细化;动态再结晶晶粒的稳态晶粒尺寸与初始晶粒大小无关,而取决于温度和应变速率的变化;分析热压缩过程动态再结晶动力学规律。由CA仿真流变应力值和仿真组织图与实验结果的对比可知,所建立的基于CA法的动态再结晶模型能有效地预测7055铝合金在热变形过程中的动态再结晶组织演变规律。
- 张涛鲁世红吴运新龚海
- 关键词：7055铝合金元胞自动机动态再结晶热压缩晶粒细化
- 铝合金弹性预应力超声喷丸成形试验被引量：6
- 2017年
- 超声喷丸作为一种新型的板料成形技术,具有易操作,能耗少及优良成形性能等优点,广泛应用于板料成形中。但自由状态下,超声喷丸成形也易发生球面变形,因而提出了弹性预应力超声喷丸成形方法,以2024-T351铝合金壁板为研究对象,分析预弯力矩大小、成形轨迹和壁板厚度对成形曲率半径及成形性能的影响。试验中通过控制壁板展向的弯曲曲率来实现弹性预弯。结果表明:预应力超声喷丸能够大幅度减小壁板展向的成形曲率半径,同时增大弦向成形曲率半径,且随着预弯曲率半径的减小,这种减小和增大的效应随之逐渐增大。此外,与自由状态相比,预应力超声喷丸能够产生幅度和深度更大的残余压应力场,且表面粗糙度并未随着预弯曲率的增大而增加。分析认为,弹性预应力超声波喷丸能够进一步提高受喷材料的成形曲率并在一定程度上减小球面变形趋势,对大变形大厚度的单曲率零件成形具有重要的意义。
- 周圳鲁世红张涛关艳英姜伟
- 关键词：超声喷丸残余应力表面粗糙度
- 超声波喷丸表面强化技术研究与应用进展被引量：16
- 2016年
- 超声波喷丸强化技术近年来已经在多种类零件的制造工艺中引起高度关注。超声波喷丸强化技术能够对被处理材料实现表面改性,强化其物理、化学特性,其设备结构紧凑,可并入生产线上,方便操作、重复性好、无污染、噪音小,便携式的超声波喷丸设备在表面强化技术领域有巨大优势。综述了超声喷丸表面强化技术目前国内外研究和应用现状,论述了超声波喷丸表面强化技术的强化机理和技术特点,重点介绍了强化件残余应力场研究以及表面纳米化研究,总结了超声波喷丸表面强化的关键技术和难点,超声波喷丸表面强化技术有着广阔的应用前景。
- 鲁世红吴天睿高国强缪伟张新华
- 关键词：残余应力表面纳米化
- 7055铝合金热压缩变形修正本构模型及热加工性（英文）被引量：15
- 2019年
- 为了获得热变形中7055铝合金流变行为及热加工性,开展材料在不同温度和应变速率下热压缩实验.基于实验获得7055铝合金在不同变形条件下真应力-真应变曲线,流变应力随着应变速率的升高和温度的降低而增大.Arrhenius双曲正弦本构方程中每个材料参数均设置为常数,预测材料流变行为时误差较大.本文建立修正的Arrhenius本构方程,能更准确地预测材料高温流变行为,根据热压缩实验结果,修正方程中每个材料参数均拟合为温度和应变速率的函数.同时,建立了7055铝合金热加工图,分析了温度和应变速率对能量耗散及流变失稳因子的作用规律.通过热加工图,能获得不同变形条件下材料主导变形机制;通过能量耗散图,能获得高效率的能量耗散;通过流变失稳图能获得合理的工艺参数,避免热加工中的流变失稳现象.通过热加工图,可获得较优的7055铝合金热变形参数:变形温度673~723 K,应变速率0.01~0.4 s^-1,在该参数范围内能量耗散率超过30%.基于热变形图,采用有限元模型获得了该材料热轧变形较优的工艺参数.
- 张涛张少航李磊鲁世红龚海
- 关键词：7055铝合金热加工图
- 超声波喷丸覆盖率对AA2024疲劳性能的影响被引量：1
- 2013年
- 采用超声波喷丸装置,对AA2024进行不同覆盖率(100%,200%,300%)和相同强度的超声波喷丸,研究了喷丸前后的表面粗糙度、显微硬度、残余应力场及半高宽等表面完整性特征参数以及覆盖率对疲劳寿命的影响。结果表明:覆盖率对表面完整性和疲劳寿命有重大影响,采用300%覆盖率喷丸,可以使AA2024保持较小的表面粗糙度值(R a=1.6μm),较高的显微硬度,较好的残余应力分布及稳定的表面层微观组织,这些因素使得AA2024的疲劳寿命提高了5倍以上;而100%和200%覆盖率对应的疲劳寿命则分别提高了2倍和4倍。
- 史学刚薛建刚张雷
- 关键词：残余应力场
