周源琦
,
蒲永伟
,
湛利华
,
宋扬
,
李树健
,
彭文飞
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2015.5.012
在共固化工艺条件下,采用不同结构芯模制备了复合材料帽型加筋构件.基于超声相控阵无损检测技术,分别开展了帽型结构不同部位成型质量检测与分析.针对帽型构件帽顶处的表面形状利用相控阵B扫进行了表征;通过闸门定位技术检测了帽边成型精度;查明了帽型结构卧边和蒙皮结合界面质量与超声衰减系数间的关联规律,提出了利用超声衰减系数表征共固化成型界面质量的量化模型.同时,在无损检测基础上,结合显微金相分析,对超声相控阵检测结果从微观的角度进行了验证,最终确定φ12mm孔硅橡胶芯模为该工艺条件下的最佳芯模结构.
关键词:
复合材料
,
帽型加筋结构
,
共固化
,
超声相控阵
,
成型质量
李树健
,
湛利华
,
彭文飞
,
周源琦
稀有金属材料与工程
先进树脂基复合材料在航空航天领域的应用日趋广泛,热压罐成型工艺已成为航空航天领域复合材料主承力和次承力结构件成型的首选工艺之一.影响复合材料构件热压罐固化成型质量的主要因素有:由热压罐和工装系统构成的成型制造外部温度场、压力场及其作用时间,由构件复杂结构及材料相变特性构成的内部热力场等.综述了近年先进树脂基复合材料热压罐固化成形工艺的主要研究进展,并结合国内外研究现状,对热压罐成型工艺的发展趋势及亟需解决的问题提出了几点思考.
关键词:
热压罐成型
,
温度场
,
压力场
,
发展趋势
彭文飞
,
张建华
,
余文静
,
孙宝寿
,
沈法
,
束学道
材料热处理学报
采用Gleeble-3500型热模拟试验机对高铁螺纹道钉钢TD16进行热压缩变形实验,探索该材料在不同温度和应变速率条件下的热塑性变形行为.研究温度与应变速率对真应力-真应变曲线的影响规律,结合显微组织分析,阐明真应力-真应变曲线发生变化的原因.结果表明,在低应变速率下,流变应力峰值较明显,具有明显的动态再结晶特征.在较高应变速率下,峰值应力不明显,流变应力曲线属于动态回复型,未发生动态再结晶.通过回归分析,建立高铁螺纹道钉钢TD16在实验条件范围内的峰值流变应力本构关系的数学模型.所建立的流变应力本构方程与实验值吻合较好,最大相对误差为7.03％,可以用该本构方程来预测高铁螺纹道钉钢TD16的高温流变行为.
关键词:
高铁螺纹道钉钢TD16
,
真应力-真应变曲线
,
流变应力
,
显微组织
白海明
,
湛利华
,
李树健
,
彭文飞
,
殷锐
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150417.003
硅橡胶芯模是实现热固性树脂基复合材料帽型加筋结构共固化成型的关键工装之一,而在预浸料固化加热过程中硅橡胶芯模的热膨胀需要通过预制适当的调型孔来消除,以保证帽型加筋结构的成型质量.首先,通过建立硅橡胶芯模预制调型孔热力耦合有限元分析模型对不同结构的硅橡胶芯模进行了计算机仿真,从而得出了实现复合材料帽型加筋结构形性协同制造的硅橡胶芯模预制调型孔最佳尺寸范围.然后,综合分析了硅橡胶芯模受热膨胀的可能影响因素,进而建立了考虑体积修正系数的预制调型孔计算模型.接着,利用有限元方法回归了芯模预制调型孔体积修正系数,并利用回归出的修正系数对不同截面尺寸的帽型结构进行了仿真验证,从而确定了较为准确的预制调型孔理论计算模型.最后,通过实验验证了该数学模型及有限元分析方法的正确性,为制造复合材料帽型加筋结构提供了理论与实验依据.
关键词:
热固性树脂基复合材料
,
帽型加筋结构
,
硅橡胶芯模
,
预制调型孔
,
有限元
彭文飞
,
郑书华
,
邱亦睿
,
束学道
,
湛利华
稀有金属材料与工程
大型厚壁空心长轴类零件是工业装备中的关键零部件,本研究采用多楔楔横轧成形该类零件.首先,推导多楔楔横轧长轴空心件的侧楔偏转角公式,为多楔楔横轧模具的设计奠定了基础.然后,研究展宽角对单楔楔横轧厚壁空心件的影响规律,发现相对于轧制小直径空心轴,展宽角的选择范围可以扩大,内孔椭圆度也能得到控制.同时发现模具的顶面脱空也能控制内孔椭圆度.最后,建立双楔楔横轧轧制大型厚壁空心长轴类零件的有限元模型,模拟了成形过程,监测对称面的内孔椭圆度,有限元计算的内孔椭圆度为4.98％,轧制实验值为5.56％.结果表明:双楔楔横轧大型厚壁空心长轴类零件是可行的.
关键词:
多楔楔横轧
,
大型厚壁空心长轴
,
椭圆度
陈乐平
,
彭文飞
,
束学道
材料科学与工艺
楔横轧非对称轴类件时由于存在较大不平衡的轴向力,会产生轴向窜动并导致台阶缺损和表面重皮等质量缺陷.为了减小不平衡的轴向力,目前一般采取的方法是结合工艺参数对楔横轧力能参数的影响规律,利用数值模拟手段,通过多次预设计工艺参数并反复试算以获得能使左右两端轴向力相等或近似相等的最佳工艺参数.该试算方法计算量大、繁琐、不直观,且需逐个零件进行,通用性差.本文通过利用中心组合实验设计并结合响应面法获得轴向力的响应曲面图,利用轴向力等值线选取工艺参数以保证非对称轴类件楔横轧的轴向平衡,本方法简单、直观,极大地节省了工艺参数选择所需时间,缩短了非对称轴类件楔横轧的模具设计周期.
关键词:
楔横轧
,
非对称轴类件
,
轴向平衡
,
响应曲面
彭文飞
,
朱健
,
束学道
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160331.002
借助ANSYS/LS-DYNA软件，建立楔横轧层合轴有限元模型，根据四因素三水平的正交实验进行部分厚径比轧制实验。通过有限元数值模拟，分析工艺参数成形角、展宽角、断面收缩率和轧制温度对厚径比的影响规律。结果表明：轧制实验结果和有限元模拟的结果相符合，有限元模型可以用来预测厚径比。厚径比随着展宽角的增大先迅速下降，后缓慢下降；随着轧制温度的增大先增加，后缓慢增加；随着断面收缩率的增大先缓慢增加，后趋于平缓；随着成形角的增大变化不明显。对厚径比的影响主次为：展宽角、轧制温度、断面收缩率、成形角。研究结果有助于指导层合轴覆材厚度和基材半径尺寸的调控与设计。
关键词:
层合轴
,
厚径比
,
工艺参数
,
楔横轧
,
影响分析
