1. 内布拉斯加大学林肯分校机械与材料工程系,内布拉斯加州林肯市,美国 2. 普渡大学机械工程学院,印第安纳州西拉斐特,美国 通讯作者 – MP Sealy,电子邮件 sealy@unl.edu 摘要 增材制造 (AM) 镁合金由于拉伸应力和粗大微观结构而迅速腐蚀。提出了将增材制造与层间超声波喷丸循环结合(混合)作为一种解决方案,通过强化机制和压缩残余应力来提高增材制造的镁 WE43 合金的耐腐蚀性。应用层间喷丸加工硬化离散层并形成区域晶粒细化和亚表面压缩残余应力屏障的全球完整性。通常会加速腐蚀的拉伸残余应力降低了 90%。结果表明,通过层间喷丸可以实现对腐蚀的时间分辨控制,并且与打印的 WE43 相比,打印单元内的局部腐蚀减少了 57%。关键词:增材制造、混合制造、镁 1. 引言 随着镁增材制造技术发展到更高的水平 [1],医疗器械和石油压裂行业寻求对负载-压力进行时间分辨的降解。
第 38 卷,第3 GEAR TECHNOLOGY,齿轮制造杂志 (ISSN 0743-6858) 每月出版,二月、四月、十月和十二月除外,由美国齿轮制造商协会出版,地址:1840 Jarvis Avenue, Elk Grove Village, IL 60007,电话:(847) 437-6604。封面价格 7.00 美元,美国期刊邮资在伊利诺伊州阿灵顿高地和其他邮寄处支付(USPS 编号749-290)。美国齿轮制造商协会尽一切努力确保 GEAR TECHNOLOGY 中描述的流程符合合理的工程实践。作者和出版商均不对遵循所述程序时造成的伤害负责。邮政局长:将地址变更寄至 GEAR TECHNOLOGY,《齿轮制造杂志》,1840 Jarvis Avenue,Elk Grove Village,IL,60007。内容版权归美国齿轮制造商协会所有 ©2021。未经出版商书面许可,不得以任何形式或任何电子或机械方式(包括影印、录制或任何信息存储和检索系统)复制或传播本出版物的任何部分。广告内容须经出版商批准。加拿大协议编号40038760。
第 38 卷第 3 期《齿轮技术》是《齿轮制造杂志》(ISSN 0743-6858),每月出版一次,除二月、四月、十月和十二月外,由美国齿轮制造商协会出版,地址为 1840 Jarvis Avenue, Elk Grove Village, IL 60007,电话为 (847) 437-6604。封面价格为 7.00 美元,美国期刊邮资在伊利诺伊州阿灵顿高地和其他邮寄处支付(USPS 编号 749-290)。美国齿轮制造商协会尽一切努力确保《齿轮技术》中描述的流程符合合理的工程实践。作者和出版商对在遵循所述程序时造成的伤害概不负责。邮政局长:将地址变更寄至 GEAR TECHNOLOGY, The Journal of Gear Manufacturing, 1840 Jarvis Avenue, Elk Grove Village, IL, 60007。内容版权归美国齿轮制造商协会所有 ©2021。未经出版商书面许可,不得以任何形式或任何方式(电子或机械方式,包括影印、录制或任何信息存储和检索系统)复制或传播本出版物的任何部分。广告内容须经出版商批准。加拿大协议编号 40038760。
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对于损伤容错设计 [1] 来说,疲劳和腐蚀是航空工业 [2] 中两个主要故障原因。激光冲击喷丸 (LSP) 是一种表面处理技术,可在易受疲劳现象影响的关键区域引入具有较大穿透深度的压缩残余应力。这些压缩残余应力可能导致疲劳裂纹扩展 (FCP) 延缓,如由 AA2024-T3 [3] 组成的 M(T) 试样或搅拌摩擦焊接的 AA7075-T7351 [4] 所示。然而,压缩残余应力的产生总是会导致结构内的拉伸残余应力以保持应力平衡。这些拉伸残余应力可能会导致 FCP 速率加速。因此,准确了解施加的残余应力场并预测由此产生的 FCP 速率对于保证有效和优化地应用 LSP 是必要的。 FCP 模拟中经常采用的一种策略是计算疲劳载荷循环的最小和最大应力强度因子,并使用这些应力强度因子作为 FCP 方程的输入[5–8]。所应用的 FCP 方程将裂纹尖端的应力强度因子与 FCP 速率联系起来。这项工作应用了 Paris 和 Erdogan [9] 开发的第一个 FCP 方程、Walker 方程 [10],例如,该方程成功应用于激光加热引起的残余应力场 [11],以及 NASGRO 方程 [12],该方程现在经常用于预测 FCP 速率 [5–7]。不同的 FCP 方程具有不同的计算精度和不同的计算效率。
对于损伤容限设计 [1] 来说,疲劳和腐蚀是航空工业 [2] 中两个主要故障原因。激光冲击喷丸 (LSP) 是一种表面处理技术,可在易受疲劳现象影响的关键区域引入具有较大穿透深度的压缩残余应力。这些压缩残余应力可能导致疲劳裂纹扩展 (FCP) 延缓,如由 AA2024-T3 [3] 组成的 M(T) 试样或搅拌摩擦焊接的 AA7075-T7351 [4] 所示。然而,压缩残余应力的产生总是会导致结构内的拉伸残余应力以保持应力平衡。这些拉伸残余应力可能会导致 FCP 速率加速。因此,准确了解施加的残余应力场并预测由此产生的 FCP 速率对于保证有效且优化地应用 LSP 是必要的。 FCP 模拟中常用的一种策略是计算疲劳载荷循环的最小和最大应力强度因子,并将这些应力强度因子用作 FCP 方程的输入 [5–8] 。所应用的 FCP 方程将裂纹尖端的应力强度因子与 FCP 速率联系起来。这项工作应用了 Paris 和 Erdogan [9] 开发的第一个 FCP 方程、Walker 方程 [10] ,例如,该方程在激光加热引起的残余应力场中成功应用 [11] ,以及 NASGRO 方程 [12] ,该方程现在
这项工作的基本动机是测试传统的智慧,即需要射击的100%覆盖时间在压缩残留的压力幅度和深度和疲劳强度方面取得了充分的好处。年龄(?)。机械、汽车和喷丸规范要求至少 100% 的覆盖率。航空航天制造商的内部喷丸程序可能需要 125% 至 200% 的覆盖率。支持 100% 最低覆盖率建议的大多数已发布的疲劳数据都是在完全反向轴向 10adin$~>~) 或弯曲中开发的,应力比 R = Sllll,1 S 为 1。