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酸性腐蚀环境下铝合金自冲铆接头的静力学性能研究
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作者 靳文豪 邢保英 +2 位作者 何晓聪 曾凯 余康 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期238-242,共5页
以0. 02 mol·L-1的Na HSO3溶液作为酸性腐蚀液对5052铝合金(AA5052)自冲铆试件进行干湿周浸腐蚀实验,通过失重法、静力学测试和电镜扫描(SEM)研究酸性腐蚀环境对AA5052自冲铆接头静力学性能的影响,并从宏观与微观两个方面分析接头... 以0. 02 mol·L-1的Na HSO3溶液作为酸性腐蚀液对5052铝合金(AA5052)自冲铆试件进行干湿周浸腐蚀实验,通过失重法、静力学测试和电镜扫描(SEM)研究酸性腐蚀环境对AA5052自冲铆接头静力学性能的影响,并从宏观与微观两个方面分析接头失效的机理。腐蚀实验结果显示,随着腐蚀周期的延长,腐蚀产物不断增多,试件失重量增大,腐蚀速率减小,试件表面出现凹坑与凸起,数量不断增加,程度持续加剧;静力学测试中,接头失效形式未发生显著变化,静力学强度呈下降趋势,能量吸收值呈先上升后下降趋势;SEM实验分析得出,板材接触区腐蚀产物增多,上板断裂部位组织呈抛物线状韧窝特征,破坏路径由接头中心向两侧边扩展。由于腐蚀产物的存在,下板铆孔区域损伤严重。 展开更多
关键词 5052铝合金 铆接 酸性腐蚀液 干湿周浸腐蚀实验 静力学实验
AA5052自冲铆接头成形质量及其静力学性能研究 被引量:1
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作者 余康 邢保英 +2 位作者 何晓聪 曾凯 邰加琪 《塑性工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期143-147,共5页
通过改变整形力、刺穿力及行程研究铆接工艺参数对AA5052自冲铆接头性能的影响,进而探究接头成形质量及其对接头静力学性能的影响。结果表明:接头失效模式均为下板与铆钉分离,这是由于在拉伸-剪切试验过程中,位于下板内部的机械内锁遭... 通过改变整形力、刺穿力及行程研究铆接工艺参数对AA5052自冲铆接头性能的影响,进而探究接头成形质量及其对接头静力学性能的影响。结果表明:接头失效模式均为下板与铆钉分离,这是由于在拉伸-剪切试验过程中,位于下板内部的机械内锁遭到破坏,铆钉从下板拉出。在一定范围内,随着整形力的增加钉头高度逐渐减小,接头表面越平整,内锁长度却逐渐增加;随着刺穿力的增加,钉脚张开度减小,但内锁长度却逐渐增加,可形成较好内锁值;随着行程增大,钉脚张开度随之增大,内锁长度也会增加,接头可形成较好的机械内锁且具有较好的密封抗蚀能力。整形力对AA5052自冲铆接头静力学性能影响最低,刺穿力和行程均对试件的拉伸载荷和能量吸收能力有显著影响。 展开更多
关键词 铆接 AA5052 铆接工艺参数 静力学性能
TA1钛合金自冲铆接头力学性能及微动行为 预览
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作者 赵伦 何晓聪 +3 位作者 张先炼 丁燕芳 刘洋 邓聪 《材料导报》 CSCD 北大核心 2018年第20期3579-3583,共5页
本工作以TA1自冲铆接头为研究对象,基于拉伸-剪切和疲劳试验分析了接头的力学性能,并采用扫描电镜从微观层面研究了接头的拉伸-剪切失效机理、疲劳失效机理及微动行为。结果表明:拉伸-剪切失效模式为铆钉腿部从下板拉脱,铆钉颈部存在不... 本工作以TA1自冲铆接头为研究对象,基于拉伸-剪切和疲劳试验分析了接头的力学性能,并采用扫描电镜从微观层面研究了接头的拉伸-剪切失效机理、疲劳失效机理及微动行为。结果表明:拉伸-剪切失效模式为铆钉腿部从下板拉脱,铆钉颈部存在不同程度的断裂。疲劳失效模式主要为上板断裂失效,其疲劳极限约为1.18 kN。疲劳裂纹从上板与铆钉头接触部位萌生,在持续微动磨损及疲劳循环应力作用下,沿板厚和板宽方向不断扩展,直至接头疲劳断裂。微动磨损的剧烈程度直接影响接头疲劳失效模式。上板与铆钉头接触区的微动磨损源于板宽W区域,随着微动过程的不断进行,逐步向板长L区域扩展。 展开更多
关键词 钛合金 铆接 裂纹萌生 裂纹扩展 微动行为 力学性能
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基板厚度对自冲铆接头静力学性能的影响及其失效机理 被引量:2
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作者 赵伦 何晓聪 +1 位作者 卢毅 邢保英 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2015年第17期1-5,共5页
分别对三组不同厚度的5052铝合金板连接成的自冲铆接头进行了拉伸-剪切试验,研究了基板厚度对自冲铆单搭接头静力学性能的影响,并运用扫描电子显微镜对接头断口进行了微观分析,研究其静态失效机理。结果表明对于5052铝合金自冲铆单搭接... 分别对三组不同厚度的5052铝合金板连接成的自冲铆接头进行了拉伸-剪切试验,研究了基板厚度对自冲铆单搭接头静力学性能的影响,并运用扫描电子显微镜对接头断口进行了微观分析,研究其静态失效机理。结果表明对于5052铝合金自冲铆单搭接接头,基板厚度的增加有助于提高接头的各项力学性能。从失效模式来看,自冲铆基板厚度对接头的宏观失效模式没有影响,但对接头的破坏程度有影响。从失效机理来看,各接头基板均呈现出明显的韧性断裂特征。 展开更多
关键词 基板厚度 铆接 内锁量 静力学性能 断口分析
几种金属材料自冲铆接头的静态失效机理 预览 被引量:3
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作者 王医锋 何晓聪 +2 位作者 张先炼 程强 高爱凤 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期86-90,共5页
利用自冲铆连接系统、材料试验机及扫描电子显微镜等设备来研究钛合金、铝锂合金及铝合金自冲铆接头的力学性能与静态失效机理.结果表明:TA1钛合金接头平均最大拉剪载荷(6 285.0 N)在3种接头中最大,8090铝锂合金接头(5 478.3 N)次... 利用自冲铆连接系统、材料试验机及扫描电子显微镜等设备来研究钛合金、铝锂合金及铝合金自冲铆接头的力学性能与静态失效机理.结果表明:TA1钛合金接头平均最大拉剪载荷(6 285.0 N)在3种接头中最大,8090铝锂合金接头(5 478.3 N)次之,5052铝合金接头(3 217.7 N)最小;不同金属材料自冲铆接头的静态失效模式有很大的区别,TA1钛合金接头出现铆钉从沿晶断裂向韧性断裂转变的失效过程,8090铝锂合金接头出现材料被擦伤与解理断裂的失效过程,5052铝合金接头仅出现材料被擦伤的失效过程. 展开更多
关键词 铆接 钛合金 铝锂合金 拉剪试验 断口分析
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双半剖自冲铆接头拉伸剪切微动滑移特性分析 被引量:1
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作者 邓成江 何晓聪 +2 位作者 曾凯 杨慧艳 周森 《机械设计》 CSCD 北大核心 2015年第2期79-82,共4页
通过有限元数值模拟方法和力学性能试验研究5052铝合金自冲铆接头接触界面处的微动滑移特性和演变过程。搭建显微测量平台,设计双半剖自冲铆接头试样,并进行单向拉伸剪切试验和数值模拟。结果表明:自冲铆接头接触界面处存在微动滑移现... 通过有限元数值模拟方法和力学性能试验研究5052铝合金自冲铆接头接触界面处的微动滑移特性和演变过程。搭建显微测量平台,设计双半剖自冲铆接头试样,并进行单向拉伸剪切试验和数值模拟。结果表明:自冲铆接头接触界面处存在微动滑移现象;拉伸剪切状态下的试验结果和数值模拟结果吻合较好,且最大应力分布在铆钉腿底部与下板接触位置及铆钉与下板自锁处。双半剖模型可定性地描述自冲铆接头的微动滑移特性,并可作为接头机械内锁区域滑移错动量的检测模型。 展开更多
关键词 铆接 微动滑移 双半剖模型 数值模拟 应力分布
基于试验的自冲铆接头失效机理分析 被引量:18
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作者 邓成江 何晓聪 +2 位作者 邢保英 曾凯 丁燕芳 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2013年第17期220-223,共4页
通过试验对比分析了自冲铆接头在静态力学性能测试和疲劳试验中的拉伸剪切和剥离失效机理。结果表明:母材强度和厚度、内锁长度、母材与铆钉之间的接触摩擦系数决定着自冲铆接头的静载强度和失效形式;板材轧制方向、材料缺陷、铆接成... 通过试验对比分析了自冲铆接头在静态力学性能测试和疲劳试验中的拉伸剪切和剥离失效机理。结果表明:母材强度和厚度、内锁长度、母材与铆钉之间的接触摩擦系数决定着自冲铆接头的静载强度和失效形式;板材轧制方向、材料缺陷、铆接成形残余应力以及接触界面摩擦系数是影响自冲铆接头疲劳寿命和疲劳失效的主要因素。 展开更多
关键词 铆接 失效机理 强度 疲劳寿命
铝-铜合金异质材料单搭自冲铆接头疲劳特性研究 被引量:10
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作者 邓成江 何晓聪 +2 位作者 周森 曾凯 丁燕芳 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2013年第17期20-23,共4页
分析了铝合金和铜合金(铝-铜合金)异质材料白冲铆接头特征,并对接头进行了静力测试和疲劳测试,分别获得了表征接头性能的力-位移曲线和载荷-寿命曲线。研究了铝-铜合金自冲铆接头失效形式和各应力比R下的疲劳极限。分析并解释了裂... 分析了铝合金和铜合金(铝-铜合金)异质材料白冲铆接头特征,并对接头进行了静力测试和疲劳测试,分别获得了表征接头性能的力-位移曲线和载荷-寿命曲线。研究了铝-铜合金自冲铆接头失效形式和各应力比R下的疲劳极限。分析并解释了裂纹萌生过程和扩展的实际路径。从断裂力学角度定义了接头疲劳裂纹扩展方式并讨论了裂纹扩展速率与应力强度因子幅值AK之间的关系,进而估算铝-铜合金自冲铆接头的疲劳裂纹扩展寿命。该研究一定程度上能为自冲铆接头疲劳失效机理分析提供参考。 展开更多
关键词 铆接 异质材料 疲劳特性 断裂力学
预成角对单搭自冲铆接头强度及能量吸收的影响 被引量:4
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作者 邓成江 何晓聪 +3 位作者 杨慧艳 邢保英 曾凯 丁燕芳 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2013年第15期16-19,共4页
通过试验方法研究了预成角对5052铝合金单搭自冲铆接头强度和抗冲击性能的影响。对不同预成角自冲铆接头进行力学性能测试,并用数理统计方法检验试验数据的有效性。从自冲铆成形原理及受力方式解释了接头的失效形式。通过接头失效时能... 通过试验方法研究了预成角对5052铝合金单搭自冲铆接头强度和抗冲击性能的影响。对不同预成角自冲铆接头进行力学性能测试,并用数理统计方法检验试验数据的有效性。从自冲铆成形原理及受力方式解释了接头的失效形式。通过接头失效时能量吸收特性分析了预成角接头的抗冲击性能。试验结果表明:0°预成角自冲铆接头强度最大,但能量吸收最差。随预成角增加,接头失效时位移越大,能量吸收能力有所增强,但承载能力没有显著提高。对比0°预成角不同加载方式0°载荷保持提高了接头承载能力和能量吸收,有利于改善单搭自冲铆接头承载能力和抗冲击性能。 展开更多
关键词 铆接 预成角 能量吸收 数理统计
铝锂合金T型自冲铆接头疲劳特性及失效机理 预览 被引量:2
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作者 程强 何晓聪 +1 位作者 邢保英 张越 《材料导报》 CSCD 北大核心 2017年第12期84-88,97共6页
为研究T型自冲铆接头的疲劳特性,以铝锂合金(AL1420)同种及其与铜合金(H62)和不锈钢(410)异种组合制备的AA、HA和SA三组T型自冲铆接头为研究对象,基于其静力学试验采用正弦波进行拉-拉加载疲劳试验,用二参数威布尔分布对所得疲劳... 为研究T型自冲铆接头的疲劳特性,以铝锂合金(AL1420)同种及其与铜合金(H62)和不锈钢(410)异种组合制备的AA、HA和SA三组T型自冲铆接头为研究对象,基于其静力学试验采用正弦波进行拉-拉加载疲劳试验,用二参数威布尔分布对所得疲劳数据的有效性进行验证,采用最小二乘拟合直线得到拟合的F-N曲线,并采用SEM扫描电镜对各组典型疲劳失效断口进行微观分析。结果表明:SA组疲劳寿命对载荷变化最敏感,并且疲劳寿命随相对滑移量的增加而减小;由三组T型接头失效形式可看出接头薄弱环节有由铆钉向板材转移的趋势;从微观分析疲劳断口可知裂纹萌生区多为形貌特征较为平坦的准解理,裂纹瞬断区形貌更加突出,多为沿晶断裂或韧窝形貌。 展开更多
关键词 铝锂合金 T型铆接 疲劳试验 SEM扫描电镜 断裂特征
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5052铝合金单搭自冲铆接头微动疲劳损伤机理研究 被引量:2
11
作者 赵伦 何晓聪 +1 位作者 卢毅 王医锋 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2016年第5期16-19,共4页
采用5052铝合金单搭自冲铆接头进行疲劳试验,研究了微动疲劳损伤对单搭自冲铆接头疲劳寿命的影响。并运用扫描电镜和能谱仪对接头微动损伤区域进行了微观分析,研究了接头微动疲劳损伤机理。结果表明:在应力比为0.1、最大疲劳载荷为接... 采用5052铝合金单搭自冲铆接头进行疲劳试验,研究了微动疲劳损伤对单搭自冲铆接头疲劳寿命的影响。并运用扫描电镜和能谱仪对接头微动损伤区域进行了微观分析,研究了接头微动疲劳损伤机理。结果表明:在应力比为0.1、最大疲劳载荷为接头拉剪强度的80%时,接头疲劳寿命为36826次;最大疲劳载荷为接头拉剪强度的30%时,达到疲劳寿命极限200万次。接头疲劳寿命与其微动疲劳损伤程度有关,微动疲劳损伤会减弱接头的疲劳寿命。接头疲劳失效形式主要为下板沿铆钉扣处断裂,断裂方向与加载方向垂直。接头微动疲劳损伤过程可分为微动损伤阶段和微动疲劳阶段。在微动损伤阶段,微动磨屑在接头微动接触面不断产生。在微动疲劳阶段,脱层和微裂纹的出现导致接头失效。 展开更多
关键词 5052铝合金 单搭铆接 疲劳寿命 微动疲劳
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