在航空制造領(lǐng)域,降低飛機重量是一個重要課題。一種有效的方式是將不同的材料連接起來作為大型整體結(jié)構(gòu)件使用,不同合金板材拼連后接頭區(qū)域的應(yīng)力狀態(tài)和板材變形對后續(xù)銑削產(chǎn)生重要影響。本文以攪拌摩擦連接技術(shù)作為板材拼連工藝,以2024-T3鋁合金和AZ31B鎂合金為研究對象,研究兩種合金的拼連工藝,在此基礎(chǔ)上研究拼連板材的銑削工藝。本文完成的主要工作和取得的主要成果如下:1對FSJ材料流動過程和接頭成形機理進行分析建立了FSJ水平方向材料的偏心擠壓流動過程,用實驗方法驗證了偏心擠壓流動過程的正確性。由偏心擠壓流動過程出發(fā),進行相應(yīng)的推論并得到了驗證。進一步研究了偏心量與接頭力學(xué)性能的關(guān)系。2對Mg/Al異種合金FSJ過程中作用力的測量和分析對3.2mm厚板材Mg/Al異種合金FSJ進行攪拌頭作用力測量,分析了工藝參數(shù)對攪拌頭3個方向作用力的影響,建立了攪拌頭所受作用力數(shù)學(xué)模型。3對Mg/Al異種合金FSJ工藝進行研究對Mg/Al異種合金FSJ工藝進行實驗研究,尋找到了工藝參數(shù)范圍。對Mg/Al異種合金FSJ后的接頭進行接頭力學(xué)性能測試。在工藝參數(shù)范圍內(nèi),攪拌頭轉(zhuǎn)速和進給速度與接頭力學(xué)性能均呈從低... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：145 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
注釋表
縮略詞
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 攪拌摩擦連接特點及研究現(xiàn)狀
        1.2.1 攪拌摩擦連接特點
        1.2.2 FSJ技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 Mg/Al異種金屬連接的研究現(xiàn)狀
    1.3 銑削變形研究現(xiàn)狀
    1.4 研究目的、意義和研究內(nèi)容
    1.5 本章小結(jié)
第二章 Mg/Al異種合金FSJ接頭形成機理及工藝研究
    2.1 引言
    2.2 FSJ水平方向的偏心擠壓流動過程
        2.2.1 FSJ偏心擠壓過程
        2.2.2 FSJ過程偏心擠壓對接頭形成的作用
        2.2.3 FSJ偏心擠壓流動過程的驗證
        2.2.4 攪拌摩擦偏心擠壓流動過程的推論
        2.2.5 偏心量對接頭力學(xué)性能的影響分析
    2.3 Mg/Al異種合金FSJ工藝研究
        2.3.1 實驗材料
        2.3.2 連接設(shè)備及方法
        2.3.3 確定Mg/Al異種合金FSJ工藝參數(shù)的范圍
    2.4 Mg/Al異種合金FSJ過程的作用力測量
        2.4.1 實驗設(shè)備及方法
        2.4.2 作用力測量實驗
        2.4.3 過程作用力曲線分析
        2.4.4 工藝參數(shù)對作用力的影響
        2.4.5 攪拌頭轉(zhuǎn)速和進給比值對作用力的影響
        2.4.6 FSJ攪拌頭所受作用力數(shù)學(xué)模型建立
    2.5 本章小結(jié)
第三章Mg/Al異種合金FSJ接頭性能分析
    3.1 引言
    3.2 實驗方法及條件
        3.2.1 連接區(qū)橫截面的微觀組織分析實驗
        3.2.2. 靜態(tài)拉伸性能測試
        3.2.3 顯微硬度測試
    3.3 Mg/Al異種合金FSJ接頭力學(xué)性能分析
        3.3.1 拉伸實驗結(jié)果及分析
        3.3.2 攪拌頭轉(zhuǎn)速對拉伸力學(xué)性能的影響
        3.3.3 攪拌頭進給速度對拉伸力學(xué)性能的影響
    3.4 接頭微觀組織和形貌分析
        3.4.1 拉伸實驗形貌分析
        3.4.2 接頭形貌分析
        3.4.3 接頭的硬度
        3.4.4 接頭金屬間化合物的形成
    3.5 攪拌針偏置對Mg/Al異種合金FSJ接頭性能的影響
        3.5.1 Mg/Al異種合金FSJ偏置實驗
        3.5.2 Mg/Al異種合金FSJ偏置實驗結(jié)果及分析
        3.5.3 攪拌頭偏置對接頭力學(xué)性能的影響及分析
        3.5.4 攪拌頭偏置接頭斷口形貌分析
        3.5.5 攪拌頭偏置接頭的微觀組織分析
        3.5.6 攪拌頭偏置接頭的硬度
    3.6 本章小結(jié)
第四章 Mg/Al異種合金FSJ過程溫度場數(shù)值模擬
    4.1 引言
    4.2 FSJ過程熱源模型
        4.2.1 摩擦系數(shù)
        4.2.2 攪拌摩擦熱源模型
    4.3 FSJ過程溫度場有限元模型
        4.3.1 材料性能
        4.3.2 有限元模型建立
        4.3.3 邊界條件
    4.4 FSJ過溫度場的測量
        4.4.1 溫度測量實驗裝置
        4.4.2 實驗件的布置和熱電偶的安裝
    4.5 模擬結(jié)果及其與實驗結(jié)果的對比
        4.5.1 FSJ過程溫度場分布
        4.5.2 工藝參數(shù)對FSJ溫度場和溫度梯度的影響
        4.5.3 FSJ過程熱循環(huán)曲線
    4.6 本章小結(jié)
第五章 Mg/Al異種合金FSJ殘余應(yīng)力與變形分析
    5.1 引言
    5.2 試驗方案的確定
        5.2.1 殘余應(yīng)力測量試驗方案
        5.2.2 板材變形測量試驗方案
    5.3 試驗結(jié)果分析
        5.3.1 板材殘余應(yīng)力測量結(jié)果分析
        5.3.2 板材變形測量結(jié)果分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 Mg/Al異種合金FSJ板材銑削變形分析
    6.1 引言
    6.2 Mg/Al異種合金FSJ板材銑削實驗
        6.2.1 FSJ拼連板材銑削方式
        6.2.2 銑削實驗
        6.2.3 銑削變形與殘余應(yīng)力測量
    6.3 Mg/Al異種合金FSJ板材銑削實驗分析
        6.3.1 開槽方式1銑削分析
        6.3.2 開槽方式2銑削分析
    6.4 工藝參數(shù)對銑削變形及殘余應(yīng)力的影響
        6.4.1 開槽方式1分析
        6.4.2 開槽方式2分析
    6.5 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 全文總結(jié)
        7.1.1 本文完成的工作
        7.1.2 本文研究的主要創(chuàng)新點
    7.2 后續(xù)研究展望
參考文獻
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：3425198