發(fā)布時間：2021-01-23 07:08

　　TA15鈦合金因良好的綜合力學性能、較好的可加工性和焊接性,常被用于制備飛機上形狀和受載情況復雜的耐高溫結(jié)構(gòu)件,尤其是高溫零部件。三維點陣結(jié)構(gòu)通過其內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計,不僅具有輕質(zhì)高強的特點,還易于實現(xiàn)結(jié)構(gòu)功能一體化,具有良好的應用前景。采用超塑成形/擴散連接（Superplastic Forming/Diffusion Bonding,SPF/DB）技術(shù)制備TA15鈦合金三維點陣結(jié)構(gòu),對于解決鈦合金常溫下難成形、點陣結(jié)構(gòu)形狀復雜等制備難題具有突出優(yōu)勢。研究成形后的點陣結(jié)構(gòu)在不同載荷狀況下的力學行為,對其作為結(jié)構(gòu)件的使用性能評價并指導設(shè)計具有重要意義。目前,國內(nèi)外對TA15鈦合金應用于制備三維點陣結(jié)構(gòu)和TA15鈦合金三維點陣結(jié)構(gòu)的力學性能研究還基本處于空白狀態(tài)。針對以上問題,本論文采用SPF/DB方法制備點陣結(jié)構(gòu),采用有限元分析和試驗結(jié)合的研究手段,對TA15超塑變形規(guī)律、SPF/DB制備TA15金字塔點陣結(jié)構(gòu)的工藝、成形后金字塔點陣結(jié)構(gòu)的力學性能開展了研究。主要研究內(nèi)容如下:（1）TA15鈦合金的超塑變形機理研究。開展了 TA15鈦合金不同溫度和應變速率下的超塑拉伸試驗和斷后試樣... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１三維點陣結(jié)構(gòu)示意圖??

有利于布置管道、填充介質(zhì)實現(xiàn)結(jié)構(gòu)功能一體化設(shè)計［１４］。??（Ｃ）??圖１－２不同類型的輕質(zhì)多孔夾層結(jié)構(gòu)：（ａ）金屬泡沫；（ｂ）蜂窩結(jié)構(gòu)；（Ｃ）三維點陣??三維點陣結(jié)構(gòu)于２０００年左右由劍橋大學的Ｍ．?Ｆ．?Ａｓｈｂｙ［１５］等人首先提出，??從三維點陣結(jié)構(gòu)提出至今，各國學者為了得到結(jié)構(gòu)更佳、性能更優(yōu)的點陣夾??層結(jié)構(gòu)，先后提出了四面體型［１５—１Ｓ］、金字塔型［１９＿２２］、Ｘ型［２３＿２４］、３Ｄ－Ｋａｇ〇ｍｅ??型％２５］、沙漏型％及編織物結(jié)構(gòu)拓撲［２７］等多種不同的芯體構(gòu)型，如圖１－３所??示。作為輕質(zhì)夾芯結(jié)構(gòu)的一種，三維點陣結(jié)構(gòu)不僅具有輕輕質(zhì)高強的特點，??其良好的內(nèi)部空間還易于實現(xiàn)承載吸能、抗震抗爆、抑振散熱、電磁波隱身??等多功能，結(jié)構(gòu)性能優(yōu)越。??ｔ＾ｔｒａｉｃｄｒａ：?ｄｉａｏｉａｎｄ?Ｕｆｘｉｉｌｅ??．，?ｄｉａｍｏｎｄ?ｃｏＳｉｉｎｅａｒ?．?？??ｐｙｒａｒｔｕｄａｌ?廣??變＇Ｉ：?＾？難爾廣??ｓｑ

從三維點陣結(jié)構(gòu)提出至今，各國學者為了得到結(jié)構(gòu)更佳、性能更優(yōu)的點陣夾??層結(jié)構(gòu)，先后提出了四面體型［１５—１Ｓ］、金字塔型［１９＿２２］、Ｘ型［２３＿２４］、３Ｄ－Ｋａｇ〇ｍｅ??型％２５］、沙漏型％及編織物結(jié)構(gòu)拓撲［２７］等多種不同的芯體構(gòu)型，如圖１－３所??示。作為輕質(zhì)夾芯結(jié)構(gòu)的一種，三維點陣結(jié)構(gòu)不僅具有輕輕質(zhì)高強的特點，??其良好的內(nèi)部空間還易于實現(xiàn)承載吸能、抗震抗爆、抑振散熱、電磁波隱身??等多功能，結(jié)構(gòu)性能優(yōu)越。??ｔ＾ｔｒａｉｃｄｒａ：?ｄｉａｏｉａｎｄ?Ｕｆｘｉｉｌｅ??．，?ｄｉａｍｏｎｄ?ｃｏＳｉｉｎｅａｒ?．?？??ｐｙｒａｒｔｕｄａｌ?廣??變＇Ｉ：?＾？難爾廣??ｓｑｕａｒｅ?ｃｏｌｉｉｏｅｉｔ］?－??ｉｈＲｘ－ｕｉｓｎｓｎｓｉｏｎａ！?ｋａｇｏｍｔ?ｙ??圖１－３不同構(gòu)型的三維點陣結(jié)構(gòu)??１．２．３超塑成形／擴散連接（ＳＰＦ／ＤＢ）簡介??超塑性是指晶粒度穩(wěn)定而細小的材料在一定溫度和應變速率條件下表??３??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]天遼海闊 “鈦”造神奇——訪中國科學院院士曹春曉[J]. 李臻.  軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品. 2018(19)
[2]微桁架點陣結(jié)構(gòu)在飛機結(jié)構(gòu)/功能一體化中的應用[J]. 王向明,蘇亞東,吳斌,張瑞,王福雨,汪嘉興,邢本東.  航空制造技術(shù). 2018(10)
[3]金屬三維點陣結(jié)構(gòu)制備技術(shù)研究進展[J]. 趙冰,李志強,侯紅亮,韓秀全,廖金華,譚諄禮,白秉哲,白利碩.  稀有金屬材料與工程. 2016(08)
[4]鈦合金三維點陣結(jié)構(gòu)制備工藝與壓縮性能研究[J]. 趙冰,李志強,侯紅亮,韓秀全,廖金華,譚諄禮.  稀有金屬. 2017(03)
[5]鍛造工藝對TA15鈦合金大直徑棒材的組織與性能影響[J]. 謝力,虞忠良,王媛,董健,王德琴.  金屬熱處理. 2016(02)
[6]鈦合金在航空航天及武器裝備領(lǐng)域的應用與發(fā)展[J]. 劉全明,張朝暉,劉世鋒,楊海瑛.  鋼鐵研究學報. 2015(03)
[7]超塑成形/擴散連接技術(shù)的應用進展和發(fā)展趨勢[J]. 李志強,郭和平.  航空制造技術(shù). 2010(08)
[8]輕質(zhì)多孔材料研究進展[J]. 楊亞政,楊嘉陵,曾濤,方岱寧.  力學季刊. 2007(04)
[9]超輕多孔金屬材料的多功能特性及應用[J]. 盧天健,何德坪,陳常青,趙長穎,方岱寧,王曉林.  力學進展. 2006(04)
[10]TA15合金及其在飛機結(jié)構(gòu)中的應用前景[J]. 李興無,沙愛學,張旺峰,儲俊鵬,馬濟民.  鈦工業(yè)進展. 2003(Z1)

博士論文
[1]新型沙漏金屬點陣結(jié)構(gòu)的力學性能與強化機理[D]. 馮麗佳.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[2]TA15鈦合金大型航空結(jié)構(gòu)件成形特性與工藝研究[D]. 薛松.重慶大學 2011

碩士論文
[1]TC4板材金字塔點陣節(jié)點下壓成形工藝及力學性能模擬[D]. 趙孔勛.山東大學 2018
[2]鈦合金三維點陣結(jié)構(gòu)制備和力學行為研究[D]. 白利碩.北京交通大學 2015
[3]TC4多層板結(jié)構(gòu)超塑成形/擴散連接工藝數(shù)值模擬與試驗研究[D]. 崔元杰.南京航空航天大學 2011



本文編號：2994793