邢保英
,
何晓聪
,
唐勇
,
许静楠
,
曾凯
材料导报
对自冲铆接头进行静力学试验,观察和分析力学性能的差异和失效形式.用ANSYS/LS-DYNA模拟铆接过程中各个阶段材料的流向分布,观察自冲铆成形过程.以5052铝合金自冲铆接头为金相实验对象,采用阳极化制膜进行制样,微分干涉相衬法对其进行组织形态和流向观察分析,验证模拟结果,从微观角度分析自冲铆的成形机理及对接头力学性能的影响.
关键词:
自冲铆
,
5052铝合金
,
有限元模拟
,
微分干涉相衬法
,
材料流动
唐勇
,
何晓聪
,
郑俊超
,
邢保英
,
许竞楠
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2013.4.015
通过静力学实验研究了预成角对5052铝合金板材粘接接头强度的影响.对0°至15 °预成型粘接接头进行强度对比研究,结果表明:被粘物搭接端的预成角对粘接接头承载能力有显著影响,预成角与接头强度呈抛物线关系,即5052铝合金预成型粘接接头存在最佳预成角,此时接头的强度最大,偏离最佳角度接头强度降低;预成角越大,接头的位移就越大,粘接接头的储能能力就越大.建立预成角粘接接头有限元模型,分析粘接层应力分布.结果表明:预成角对粘接中心层的劈裂应力和剪切应力影响明显.预成角增大,粘接层的应力单调增加,而胶瘤部分的应力集中先缓解后加剧,呈抛物线变化趋势.
关键词:
预成角
,
粘接接头
,
5052铝合金
,
有限元
,
应力分布
郑俊超
,
何晓聪
,
邢保英
,
丁燕芳
,
曾凯
机械工程材料
采用有限元方法模拟了5052铝合金板的分体式下模压印连接过程,并与整体式下模压印过程的模拟结果进行了对比;对板料在分体式下模中的流动特征进行了模拟;对分体式下模压印接头阳极化覆膜后,利用微分干涉相衬法(DIC)对显微组织进行了分析,从微观角度观察分析了分体式下模压印连接成形过程中板料的流动.结果表明:模拟得到的分体式下模压印接头的颈厚和镶嵌量能较好地与试样的变形特征参数相符;压印接头区域的显微组织由原来的块状晶粒变成了纤维状,晶粒被拉长细化;分体式下模压印连接过程中板料流动的模拟结果与试验结果相吻合.
关键词:
压印连接
,
有限元模拟
,
分体式下模
,
显微组织
邢保英
,
何晓聪
,
冯模盛
,
严柯科
,
张玉涛
材料导报
作为替代连接技术,压印和粘接表现出独特的优势.以压印和压印-粘接复合接头为对象,采用数理统计分析检验试验数据的合理性,进而时比不同材料组合及连接方式来分析粘接剂对压印连接接头强度的影响.试验表明,压印连接的剪切强度比剥离强度高,异种材料组合、压印-粘接复合能获得更有效的连接结构；胶层厚度为0.1mm时获得较好效果.
关键词:
粘接剂
,
单搭压印连接接头
,
T型压印连接接头
,
拉伸剪切实验
,
数理统计
冯模盛
,
何晓聪
,
邢保英
,
严柯科
材料导报
研究了压印连接接头的强度性能,介绍了压印连接成形原理和工艺过程.分析了压印连接接头的表面裂纹的产生原因,通过有限元分析得出最大应力应变的位置并以实验加以验证.采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对压印连接接头疲劳裂纹扩展进行数值模拟.分析了平均应力、应力比和加载频率对压印连接接头的疲劳裂纹扩展速率的影响.
关键词:
压印连接
,
疲劳裂纹扩展
,
ANSYS/LS-DYNA
余童欣
,
何晓聪
,
高爱凤
,
邢保英
,
张越
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2015.05.012
采用试验方法研究了铝锂合金(1420)和钛合金(TA1)同种压印接头及这两种材料组合的异种压印接头的力学性能,以接头的承载以及缓冲抗震能力作为评价接头质量的两个主要标准,经实验得到每组接头的载荷-位移曲线和能量吸收直方图间接得出压印接头的承载以及缓冲抗震能力.由实验结果可知,表征接头的承载以及缓冲抗震能力的载荷-位移曲线和能量吸收直方图均表明TA1-1420接头的力学性能相较于其他接头好,且与TA1-TA1接头相比,作为下板的1420密度较小,TA1-1420组的压印接头质量更轻.TA1-1420接头更适用于对于承载和缓冲抗震要求较高的部件.
关键词:
铝锂合金
,
压印连接
,
承载能力
,
缓冲抗震能力
李佳伦
,
何晓聪
,
张越
,
刘福龙
,
邢保英
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.14.022
对钛合金(TA1)和铝合金(Al5052)板材组合进行压印连接的可行性进行了研究,发现压印连接可以有效地实现TA1-TA1组合和Al5052-TA1组合的连接.对所获得的接头进行准静态力学性能测试,并运用扫描电子显微镜对接头拉伸断口进行微观分析.结果表明,压印连接时,钛合金和铝合金的组合能够获得成形性较好的压印接头,TA1-TA1接头的最大载荷和失效位移较Al5052-TA1接头提高了303.8％和49.4％,这两种接头静态失效形式相似,为上板颈部材料首先被破坏,产生裂纹,之后裂纹沿用向逐渐扩展,最终导致整个压印接头断裂.由微观断口可以判断TAl-TA1接头断口处呈现准解理和韧窝形貌,即同时具有韧性断裂和脆性断裂的特征;Al5052-TA1接头断口处呈现直径和深度较大的拉长韧窝,即为韧性断裂.
关键词:
压印连接
,
钛合金
,
铝合金
,
准静态力学性能
,
断口分析
卢毅
,
何晓聪
,
王医锋
,
邢保英
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2015.6.008
对工业纯钛自冲铆接头整体进行去应力退火和淬火处理,并对未热处理和热处理后的接头进行静拉伸试验,对比分析热处理工艺对接头的力学性能及失效机理的影响.结果表明:两种热处理工艺可以提高工业纯钛自冲铆接头的静强度,去应力退火可以提高接头的静态能量吸收能力,淬火对接头的静态能量吸收能力几乎没有影响;三种接头的失效模式都为铆钉被拉出或拉断,且未热处理的接头的铆钉断口呈现为沿晶脆性断裂特征,去应力退火后的接头的铆钉断口呈现为韧性断裂特征,淬火处理后接头的铆钉断口呈现为准解理断裂特征;去应力退火为工业纯钛自冲铆接头较优的热处理工艺.
关键词:
自冲铆
,
工业纯钛
,
热处理
,
拉伸试验
,
断口分析
王玉奇
,
何晓聪
,
曾凯
,
邢保英
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.24.016
为研究循环载荷下单搭胶接接头的残余强度及失效机理，以5052铝合金单搭胶接接头为研究对象，先后对其进行静强度测试、疲劳强度测试和残余强度测试，引入威布尔分布对试验数据进行分析，检验其有效性，并采用超声扫描显微镜和扫描电子显微镜对失效胶层进行失效机理分析。结果表明，在疲劳循环载荷作用下，接头刚度基本稳定，而残余强度随着疲劳循环载荷周次的增加，呈现出先增大后减小的变化趋势；疲劳裂纹从接头搭接端部的界面端点处开始萌生，并快速向中间扩展，当疲劳循环达到一定次数时，胶层瞬间断裂，裂纹萌生阶段几乎占据了其全部疲劳寿命，失效后的胶层会出现“凹台”状微观结构。
关键词:
5052 铝合金
,
胶接
,
循环载荷
,
残余强度
,
失效机理
张龙
,
曾凯
,
何晓聪
,
邢保英
,
孙鑫宇
,
胡伟
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.04.005
利用超声波水浸聚焦入射法,对1mm厚的SUS304奥氏体不锈钢板点焊接头进行超声C扫描成像检测,研究不同焊接工艺参数下接头的C扫描图像特征,检测分析点焊的熔核直径,并对点焊接头进行拉伸-剪切实验.结果表明:超声波水浸聚焦C扫描成像法能够有效检测点焊熔核直径,为4.76~5.25mm,比金相实测值大2.6%~5.3%;随着焊接电流的增加(4~8kA),接头的失效载荷均值从7116.8N增加到9707.1N,能量吸收均值从66.3J增加到196J,同时反映在C扫描图像上的熔核直径也从4.76mm增加到5.11mm;当焊接电流增加至9kA时,接头的失效载荷均值下降至6799.5N,能量吸收均值下降至41.3J,此时在C扫描图像上反映出飞溅、焊穿等典型的焊接缺陷.
关键词:
不锈钢点焊
,
超声波C扫描
,
拉伸-剪切实验
,
熔核直径
,
能量吸收
