在航空制造領(lǐng)域,降低飛機(jī)重量是一個(gè)重要課題。一種有效的方式是將不同的材料連接起來(lái)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(duì)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(duì)象,研究?jī)煞N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(duì)FSJ材料流動(dòng)過(guò)程和接頭成形機(jī)理進(jìn)行分析建立了FSJ水平方向材料的偏心擠壓流動(dòng)過(guò)程,用實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證了偏心擠壓流動(dòng)過(guò)程的正確性。由偏心擠壓流動(dòng)過(guò)程出發(fā),進(jìn)行相應(yīng)的推論并得到了驗(yàn)證。進(jìn)一步研究了偏心量與接頭力學(xué)性能的關(guān)系。2對(duì)Mg/Al異種合金FSJ過(guò)程中作用力的測(cè)量和分析對(duì)3.2mm厚板材Mg/Al異種合金FSJ進(jìn)行攪拌頭作用力測(cè)量,分析了工藝參數(shù)對(duì)攪拌頭3個(gè)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(duì)Mg/Al異種合金FSJ工藝進(jìn)行研究對(duì)Mg/Al異種合金FSJ工藝進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,尋找到了工藝參數(shù)范圍。對(duì)Mg/Al異種合金FSJ后的接頭進(jìn)行接頭力學(xué)性能測(cè)試。在工藝參數(shù)范圍內(nèi),攪拌頭轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度與接頭力學(xué)性能均呈從低... 

【文章來(lái)源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：145 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(diǎn)及研究現(xiàn)狀
        1.2.1 攪拌摩擦連接特點(diǎn)
        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?jī)?nèi)容
    1.5 本章小結(jié)
第二章 Mg/Al異種合金FSJ接頭形成機(jī)理及工藝研究
    2.1 引言
    2.2 FSJ水平方向的偏心擠壓流動(dòng)過(guò)程
        2.2.1 FSJ偏心擠壓過(guò)程
        2.2.2 FSJ過(guò)程偏心擠壓對(duì)接頭形成的作用
        2.2.3 FSJ偏心擠壓流動(dòng)過(guò)程的驗(yàn)證
        2.2.4 攪拌摩擦偏心擠壓流動(dòng)過(guò)程的推論
        2.2.5 偏心量對(duì)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(shí)驗(yàn)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(guò)程的作用力測(cè)量
        2.4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及方法
        2.4.2 作用力測(cè)量實(shí)驗(yàn)
        2.4.3 過(guò)程作用力曲線分析
        2.4.4 工藝參數(shù)對(duì)作用力的影響
        2.4.5 攪拌頭轉(zhuǎn)速和進(jìn)給比值對(duì)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(shí)驗(yàn)方法及條件
        3.2.1 連接區(qū)橫截面的微觀組織分析實(shí)驗(yàn)
        3.2.2. 靜態(tài)拉伸性能測(cè)試
        3.2.3 顯微硬度測(cè)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(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
        3.3.2 攪拌頭轉(zhuǎn)速對(duì)拉伸力學(xué)性能的影響
        3.3.3 攪拌頭進(jìn)給速度對(duì)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(shí)驗(yàn)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(duì)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(shí)驗(yàn)
        3.5.2 Mg/Al異種合金FSJ偏置實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
        3.5.3 攪拌頭偏置對(duì)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(guò)程溫度場(chǎng)數(shù)值模擬
    4.1 引言
    4.2 FSJ過(guò)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(guò)程溫度場(chǎng)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(guò)溫度場(chǎng)的測(cè)量
        4.4.1 溫度測(cè)量實(shí)驗(yàn)裝置
        4.4.2 實(shí)驗(yàn)件的布置和熱電偶的安裝
    4.5 模擬結(jié)果及其與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比
        4.5.1 FSJ過(guò)程溫度場(chǎng)分布
        4.5.2 工藝參數(shù)對(duì)FSJ溫度場(chǎng)和溫度梯度的影響
        4.5.3 FSJ過(guò)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(yàn)方案的確定
        5.2.1 殘余應(yīng)力測(cè)量試驗(yàn)方案
        5.2.2 板材變形測(cè)量試驗(yàn)方案
    5.3 試驗(yàn)結(jié)果分析
        5.3.1 板材殘余應(yīng)力測(cè)量結(jié)果分析
        5.3.2 板材變形測(cè)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(shí)驗(yàn)
        6.2.1 FSJ拼連板材銑削方式
        6.2.2 銑削實(shí)驗(yàn)
        6.2.3 銑削變形與殘余應(yīng)力測(cè)量
    6.3 Mg/Al異種合金FSJ板材銑削實(shí)驗(yàn)分析
        6.3.1 開(kāi)槽方式1銑削分析
        6.3.2 開(kāi)槽方式2銑削分析
    6.4 工藝參數(shù)對(duì)銑削變形及殘余應(yīng)力的影響
        6.4.1 開(kāi)槽方式1分析
        6.4.2 開(kāi)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?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    7.2 后續(xù)研究展望
參考文獻(xiàn)
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(hào)：3425198