【摘要】：隨著社會(huì)輕量化需求的增加,越來越多的輕質(zhì)高強(qiáng)材料被運(yùn)用到汽車、航空航天等各領(lǐng)域,鋁鋰合金就是其中一種。鋁鋰合金的廣泛應(yīng)用對(duì)傳統(tǒng)連接技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。本文以1420鋁鋰合金為研究對(duì)象,運(yùn)用新興連接技術(shù)對(duì)1420合金進(jìn)行壓印連接和壓-粘復(fù)合連接,測(cè)定接頭機(jī)械性能,分析失效機(jī)理,以期為1420鋁鋰合金的有效連接提供新的方法。運(yùn)用壓印連接技術(shù)對(duì)1420鋁鋰合金進(jìn)行同質(zhì)/異質(zhì)組合可行性連接試驗(yàn)。選取鈦合金(TA1)、銅合金(H62)和鍍鋅鋼(DX52D+Z),進(jìn)行了 1420-1420、TA1-1420、H62-1420、DX52D+Z-1420及1420-DX52D+Z五種材料組合的壓印連接試驗(yàn),證明了 1420鋁鋰合金與其他金屬的可連接性,通過分析接頭截面并對(duì)接頭進(jìn)行靜力學(xué)破壞試驗(yàn)測(cè)定接頭強(qiáng)度。選取1420-1420組合和DX52D+Z-1420組合進(jìn)行壓-粘可行性連接試驗(yàn),分別制備單搭壓-粘接頭與T型壓-粘接頭,通過對(duì)比相同材料組合的單搭壓印接頭與T型壓印接頭,研究膠層對(duì)不同形式壓印接頭靜力學(xué)性能、失效模式及能量吸收方面的影響。對(duì)接頭典型失效模式進(jìn)行微觀SEM分析,從微觀角度分析接頭失效的類型及斷口特征。結(jié)果表明:粘接劑大大提高了壓印接頭的最大失效載荷、最大失效位移與能量吸收能力,并且改變了接頭的失效模式。粘接劑對(duì)T型壓印接頭的影響小于對(duì)單搭壓印接頭的影響。對(duì)1420-1420壓印接頭與壓-粘接頭進(jìn)行動(dòng)態(tài)疲勞試驗(yàn),測(cè)試兩種接頭在不同應(yīng)力水平下的疲勞性能,運(yùn)用三參數(shù)冪函數(shù)表達(dá)式擬合接頭疲勞壽命曲線,對(duì)比研究?jī)煞N接頭的疲勞壽命及疲勞特點(diǎn)。對(duì)疲勞破壞后的接頭進(jìn)行SEM電鏡掃描分析,描述疲勞斷裂的特點(diǎn),研究疲勞裂紋源的產(chǎn)生及裂紋的發(fā)展過程,從微觀角度分析膠層對(duì)壓印接頭疲勞性能的影響。結(jié)果表明:壓-粘接頭對(duì)疲勞應(yīng)力水平變化敏感,在低應(yīng)力狀態(tài)下壓-粘接頭的疲勞壽命優(yōu)于壓印接頭;在較短壽命區(qū)兩種接頭均為頸部斷裂失效,在較長(zhǎng)疲勞壽命區(qū),壓印接頭疲勞斷裂位置為下板,壓-粘接頭疲勞斷裂位置為下板壓印點(diǎn)處。兩組疲勞斷口均呈現(xiàn)韌性斷裂與脆性斷裂同時(shí)出現(xiàn)的特征。
【圖文】：

１．３．２壓印點(diǎn)的幾何形狀及成型原理逡逑壓印連接所用模具分為圓形模具和矩形模具，所得壓印連接點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)圓形逡逑點(diǎn)和矩形點(diǎn)。圓形模具及圓形壓印點(diǎn)如圖１．２所示。在使用圓形模具的壓印連接逡逑工藝過程中，金屬只發(fā)生塑性變形而沒有發(fā)生沖裁斷裂，金屬材料在外力作用下逡逑改變?cè)衅胶鉅顟B(tài)發(fā)生形變并形成新的形狀，遵循金屬?zèng)_壓成型基本理論。金屬逡逑材料內(nèi)部由于原子間的相互作用力保持平衡狀態(tài)，維持原有的尺寸和形狀，當(dāng)受逡逑到外部作用力時(shí)，原子間的平衡狀態(tài)被打破，原子位置發(fā)生變化，造成金屬材料逡逑尺寸和形狀的變化，當(dāng)撤出外力時(shí)，若金屬材料恢復(fù)原來的狀態(tài)，則發(fā)生彈性變逡逑形，若不能恢復(fù)原有狀態(tài)，則發(fā)生塑性變形。在壓印連接過程中，金屬材料先發(fā)逡逑生彈性變形，在外力持續(xù)施加時(shí)，發(fā)生塑性變形，當(dāng)然彈塑性變形均未讓金屬發(fā)逡逑生斷裂。逡逑圓形模具凹模（下模）分為兩類：分體式下模和整體式下�？冢�

第一章體式下模空腔形狀和體積一定，在連接過程中，材料的成型效果主要腔的形狀；分體式下模由活動(dòng)部分和固定部分組成，下�；顒�(dòng)部分由彈一起，當(dāng)收到材料擠壓時(shí)，下模活動(dòng)部分會(huì)向外張開，材料得以充分流活動(dòng)下模分為２、３、４瓣式等，圖示為３瓣式，分體式下模較整體式具有以下優(yōu)勢(shì)：１．尺寸更小，相同直徑的壓印點(diǎn)，所用分體式下模的直于整體式下模；２．適應(yīng)性強(qiáng)，分體式下�？梢耘c更多直徑的凸模（沖頭）用，豐富模具組合；３．可操作用好，分體式下模不需要使用脫模工具，自動(dòng)化；４．使用壽命長(zhǎng)，，分體式下模不易殘留金屬材料碎屑，不易脹裂。逡逑
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG498

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2561813