复合材料补片胶接补强铝合金板残余热应力

采用碳纤维复合材料对中心裂纹铝合金板进行了单面胶接修复,测试了修复结构的疲劳性能,包括铝合金板的裂纹扩展速率、补片与铝合金板之间的界面脱粘和修复结构的疲劳剩余强度。结果表明:复合材料胶接修复能有效地降低铝合金板的裂纹扩展速率,提高其疲劳寿命;胶接的补片使铝合金板的疲劳裂纹扩展纹线线型发生变化,且线型变化集中在裂纹扩展初始阶段;疲劳导致修复结构出现界面脱粘,脱粘区域近似椭圆形,且界面脱粘面积随疲劳周次的增加而增加。

利用ansys有限元分析软件,建立了复合材料单面胶接修复铝合金裂纹板的裂纹长度参数化的有限元模型,分析了修复结构的裂纹尖端应力强度因子及其变化幅值的规律;与试验测试结果相结合,得到了描述修复结构疲劳特性的paris公式材料常数;碳纤维、玻璃纤维复合材料胶接修复铝合金裂纹板的材料常数c、m分别为6.76×10-10、2.27和7.89×10-10、2.33。

?1994-2010chinaacademicjournalelectronicpublishinghouse.allrightsreserved.http://www.cnki.net 修稿日期:1998206208;修订日期:1998207204 基金项目:航空科学基金、博士后基金资助项目 　　文章编号:100026893(1999)0420381203 技术简讯 复合材料补片胶接修理技术的研究进展 徐建新 (中国民用航空学院机电系,天津　300300) advancesinthedevelopmentofbonded repairswithcompositepatches xujian2xin (dept.ofmecha.andelect.engin.,chine

铝合金板和锌合金板屋面

铝合金板片的生产工艺 现代电镀网5月22日讯：（每日电镀行业最新资讯推送请关注微信公众号：现代电镀网） 一种工艺用来生产有着高屈服强度和合适延展性的铝合金板材，特别是用于制造汽车 的面板。这个工艺包括将没有经过热处理的铝合金铸造成一个铸坯，然后所述的铸坯经过 一系列的轧制得到最终规格的板材，更好的选择是随后的热处理退后产生再结晶。轧制步 骤包括热轧和中温轧制铸坯以得到中间厚度的中间制品，然后冷却中间制品，接着在室温 到340摄氏度的范围内中温轧制以及冷轧中间制品得到最终的规格的板材。这一系列的 轧制过程是连续进行的没有中间品的圈绕和对中间板材的完全退火。该发明还涉及合金制 品的薄板。 本发明涉及生产一种生产铝板材的工艺流程。特别是，本发明涉及通过轧制法从不经 热处理合金中生产处适合成形的板材。例如，在制造汽车面板方面的5000系列铝合金。 5000系列铝合金

建立了碳纤维复合材料补片胶接修补双向受载裂纹板的3d有限元模型,分析了补片的单面胶接修补效果,探讨了补片材料、铺层顺序、补片长度及载荷比等对裂纹应力强度因子的影响规律。结果表明:复合材料补片的存在使裂纹板垂直裂纹方向载荷和平行裂纹板方向载荷发生耦合作用,从而影响补片修补效果。平行裂纹方向的压应力可降低裂纹尖端的应力集中因子,而拉应力可提高裂纹尖端的应力集中因子。

本文选用具有高阻尼性能的al-78%zn合金与具有高强度、良好塑性和较高抗腐蚀能力的铝合金热轧复合,采用al-78%zn板与增强铝合金板不同的复合方式与不同的厚度比复合,在相同的加工工艺条件下,探讨al-78%zn与铝合金不同复合方式和不同的复合厚度比对复合材料的阻尼性能与力学性能的影响,从而得出具有高阻尼、高强度、良好塑性与冷加工性能、轻质、抗腐蚀性能高的减振材料的最佳复合方式与最佳的复合厚度比例。

碳纤维增强铝合金层合板(carall)是由碳纤维复合材料和铝合金薄板制成的,由于碳纤维复合材料和铝合金的热膨胀系数相差很大,加热固化后会产生较大的残余热应力。本文对碳纤维增强铝合金层合板中残余热应力进行了分析,并在碳纤维增强铝合金层合板的加热固化阶段,使用二次加热法来降低碳纤维复合材料和铝合金薄板的粘结温度,从而降低残余热应力。

采用铣削法在7075铝合金退火板表面引入初始残余应力,研究了交变载荷加载状态下表面残余应力的演变规律,并基于包辛格效应和塑性变形理论讨论了交变载荷加载状态时残余应力松弛机理。结果表明:交变载荷对铝合金板表面残余应力松弛的影响主要取决于加载应力与残余应力的矢量叠加;交变载荷对残余应力松弛主要在第一个作用周期;当加载周期增大到一定程度后,交变载荷比单向载荷对残余应力的松弛效果更好。

运用裂纹柔度法检测了7075-t73、t7351、t7352铝合金板中的残余应力。试验发现:应变测量误差主要源自在试验后期试样重力的影响以局部温度变化的影响。在裂纹柔度法计算中引入权函数能有效的抑制测量误差,提高残余应力检测精度。用梁弯曲试验对裂纹柔度法试验结果作了验证,提出了权函数参数(t1,t2)的设置方法,试验结果与理论值取得良好一致。试验结果表明:铝合金板的预拉伸工艺可消除约90%的残余应力。压缩工艺可获得压缩的残余应力,对应力消除的效果最佳。

介绍了用(热)弹塑有限元技术对铝合金板材深冷处理过程进行建模与仿真的基本原理。基于实验研究探讨了深冷处理数值模拟所需的7075铝合金材料的物性参数。运用abaqus6.5有限元软件,对7075铝合金板材深冷处理过程瞬态温度场与应力场进行了数值模拟。数值模拟得到的残余应力值与已发表文献的实验结果比较一致。最后分析了不同厚度铝合金板材的深冷处理应力消除效果。

铝合金板材在淬火后产生很大的残余应力，使其在机械加工过程中发生变形。对淬火应力产生的原因及消除方法进行了探讨，从理论上对给定条件下的拉伸后残余应力进行分析、确认，消除残余应力的关键在于位伸过程。

采用"热轧+中间退火+冷轧+轧后退火"法复合轧制aa1100/aa7075/aa1100三层铝合金板。利用金相、sem-eds观察微观组织变化及界面元素扩散,由显微硬度和拉伸试验测定复合板力学性能。结果表明,aa7075层组织呈拉伸纤维状沿轧向分布;热轧包覆率不变,中间退火后包覆率随冷轧应变的增加先减小后几乎不变;结合界面处存在mg、zn元素扩散。轧后退火使复合板强度降低、塑性增加,硬度沿厚度方向呈现梯度变化规律。

采用碳纤维与自行研制的室温快速固化胶粘剂复合,制备复合贴片,研究了碳纤维表面处理工艺以及填加纳米sio2对复合贴片修复损伤铝合金板力学性能的影响。结果表明:对于同一种复合贴片,分别采用碳纤维表面氧化活化处理工艺和填加纳米sio2两种方法改进,可使损伤铝合金板拉伸强度各自提高10%和20%;若将两种方法结合应用时,则可使损伤铝合金板拉伸强度提高60%;利用微脱粘法表征碳纤维-胶粘剂基体界面剪切强度,其平均提高幅度达46%;sem观察发现碳纤维-胶粘剂基体-铝合金板三者界面结合紧密。

《变形铝及铝合金板、带缺陷》（送审稿）编制说明 1工作简况（包括任务来源、协作单位、主要工作过程） 1.1任务来源 国标委综合[2007]100号文件及中国有色金属工业协会中色协综字 [2007]237号文件，下达了编制《变形铝及铝合金板、带缺陷》国家标准的任务， 并确定了东北轻合金有限责任公司为主编单位。 1.2起草单位情况 东北轻合金有限责任公司（原东北轻合金加工厂）简称东轻公司，是作为“一 五”期间原苏联援建的156项重点工程中的两项建设发展起来的新中国第一个铝 镁合金加工企业。1952筹备建厂，1956年11月开工生产。于1998年6月改制 组建为国有独资公司。1992年东轻公司被认定为国有特大型企业，1995年被国 务院发展研究中心认定为“中国最大的铝镁合金加工基地”，被盛誉为“祖国的 银色支柱”。 1.3主要工作过程和工作内容 本标准

铝合金与碳纤维复合材料胶接结构耐老化性能研究

目前,复合材料在航空工业和武器工业中的材料应用比例逐年上升,复合材料的应用程度已经成为现代先进飞机结构设计的重要标志之一.复合材料与金属件之间的连接工艺尤其受到人们的关注.本篇主要描述了通过收集铝合金与碳纤维复合材料胶接老化后剪切性能数据,以期能从中找出规律,为复合材料结构的连接设计提供依据.

采用单向碳/环氧复合材料补片真空袋压工艺单面修复含中心裂纹铝合金板,进行0-1700h盐雾梯度腐蚀试验,测试并对比分析了各腐蚀时间结点上试件修复前后的疲劳性能,从疲劳寿命、疲劳临界裂纹长度和paris公式材料常数(c和m)的变化三个方面考察不同盐雾腐蚀深度对铝合金裂纹板修复前后的疲劳性能差异。结果表明:碳/环氧补片胶接修复铝合金板能大幅度提高疲劳寿命,且未经修复的裂纹板在腐蚀1700小时后疲劳寿命下降53.8%,而修复板仅为38.6%。修复板疲劳裂纹临界长度acr大于未修复裂纹板,且随盐雾腐蚀时间延长,裂纹板和修复板acr变化不大,可作准判据使用。由试验数据得到的不同腐蚀时间上试样的材料常数c和m随腐蚀时间延长而减小。利用paris公式可较好拟合铝合金板疲劳寿命及paris区内的疲劳裂纹扩展行为,但疲劳寿命预测值与实际值的差异由未经腐蚀时的5%左右增大到腐蚀1500h时的10%左右。

采用单向硼纤维/环氧复合材料补片真空袋压工艺单面修复不同厚度含中心裂纹铝合金板,测试了修复试件的热学及准静态力学性能,并采用三维有限元模型分析了修复试件的残余热应变和应力强度因子。结果表明:修复试件的弯曲挠度随铝合金板厚度增大而减小;修复试件铝合金板下表面裂纹尖端附近的残余热应变随铝合金板厚度增大而增大,补片上表面的残余热应变则随铝合金板厚度增大而减小,这与有限元分析结果吻合较好。含中心裂纹铝合金板的应力强度因子随铝合金板厚度增大而减小,而单面修复试件的应力强度因子随铝合金板厚度增大而增大。采用相同长度和宽度的单向硼纤维/环氧复合材料补片单面修复后,铝合金板厚度为1.76mm修复试件的承载能力保留率为93.85%,而厚度为10.20mm修复试件的只有84.01%;修复试件的刚度得到了完全恢复,等效刚度均大于完好试件的刚度。

基于abaqus有限元仿真软件,对5042铝合金板在复合拉深工艺下的制耳规律进行了三维数值模拟。通过分析复合拉深工艺中板料成形后的筒高,及厚度、应变的分布规律,探讨了5042铝合金板在这种复合工艺下的成形和制耳规律,揭示了相关塑性变形的机理。

论文开展了受拉伸复合材料层合板圆形开口四种补强型式的研究.首先,基于hoffman准则,分析补强型式对首层失效强度的影响,再通过比较开口周围最大应力和应变的降低程度,分析圆缺、环形、椭圆缺和矩形缺四种补强型式的补强效率.通过有限元参数化建模,分析了几何尺寸对补强效率的影响,给出了不同补强型式适合的补强范围.研究表明通过合理地设计补强型式可以有效地降低应力集中,提高拉伸破坏强度.分析结果可以为复合材料飞机结构在相似形状和载荷条件下的补强设计提供参考.

本文将对比分析铝合金板幕墙在建设工程领域的特点，包括材料性能、施工工艺、外观效果和维护保养等方面的对比，并详细说明每一方面的内容。