穿过接头线。虽然 FSW 的热输入低于熔焊,但它仍然是一个伴有不均匀加热和冷却的过程,因此残余应力和变形的存在是不可避免的[9-14]。在 GTAW 工艺中,高热量的产生可能会熔化热电偶。热输入率是熔焊中最重要的变量之一,可以强烈影响焊接过程中的相变。因为它决定了加热速度、冷却速度和焊接池大小。受热输入率直接影响的冶金特征是热影响区 (HAZ) 和焊缝金属中的晶粒尺寸。因此,了解工件中的热历史和温度分布是一个重要问题,不仅可以验证是否会采用某种工艺,还因为它会影响残余应力、晶粒尺寸,从而影响焊缝的强度。因此,为了更好地了解焊接接头中的残余应力和变形形成,应该了解热量的产生、随后的热量分布和向周围环境的热量损失。据观察,在预测 AA 5059 合金焊接接头温度分布方面开展的研究工作很少。因此,本研究工作重点关注搅拌摩擦焊接和气体钨极电弧焊接 AA 5059 铝合金接头的温度分布,以评估接头性能和焊接区特性。
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。
摘要 增材制造 (AMed) 钛产品通常采用电子束熔化 (EBM) 生产,因为在真空环境下可以抑制钛合金表面的氧化。AMed 钛产品的表面粗糙度超过 200 µm Rz,非常粗糙的表面会导致疲劳强度降低。因此,需要后续表面精加工工艺。喷砂是 AMed 金属产品常见的表面平滑工艺之一。它可以降低较大的表面粗糙度,并在表面引入压残余应力。然而,将表面粗糙度降低到几个 µm Rz 是有限的。另一方面,最近发现,通过激光束粉末床熔合生产的 AMed 金属表面可以通过大面积电子束 (LEB) 辐照进行平滑。然而,难以平滑初始表面粗糙度较大的表面,并且表面上可能产生拉残余应力。本研究通过喷砂和 LEB 辐照相结合的方式,实现了 AMed 钛合金 (Ti-6Al-4 V) 的表面平滑和残余应力的变化。通过喷砂和 LEB 辐照相结合的方式,AMed Ti-6Al-4 V 合金的表面粗糙度从 265 µm Rz 显著降低至约 2.0 µm Rz。LEB 辐照降低表面粗糙度的速率随喷砂表面平均宽度的减小而线性增加。平均宽度对 LEB 辐照平滑效果的影响可以通过热流体分析来解释。此外,当 LEB 辐照到喷砂表面时,可以降低 LEB 辐照引起的拉伸残余应力。
回顾复合材料的制造方法,特别强调聚合物基复合材料;分析纤维加工技术、界面处理和复合材料制造方法;过程建模的分析处理,包括传热、固化动力学、树脂流动和残余应力。
在约半尺寸焊接加固板上进行循环拉伸疲劳试验,以研究大裂纹与加固板相互作用时的扩展情况。使用线性弹性断裂力学分析来模拟裂纹扩展,并与实验结果合理一致。应力强度因子 (∆ K) 的范围是通过有限元分析或裂纹长度增量的分析模型确定的。模型包括与测量的残余应力相似的理想残余应力分布。使用具有上限系数的巴黎定律估计裂纹扩展速率与 ∆ K 的关系。预测增长率对残余应力和巴黎定律系数最为敏感。实验和分析表明对加固板类型的敏感性很小。本项目开发的模型易于复制,可用于评估存在较大裂纹的船舶的剩余寿命,从而更准确地评估安全性并更有效地安排维修。
摘要。添加剂制造(AM),也称为3D打印,可以构建定制包装的微电体系统,这些系统是完美量身定制的,可完美地针对组件尺寸和规格。在融合沉积3D打印技术(FDM)中,残留应力受印刷条件的影响,这会降低材料性能并导致几何变形。在打印过程中,时间和温度会影响FDM中使用的聚合物的热机械性能和结晶动力学。这项工作的目的是根据印刷条件(环境温度,打印速度和层厚度)评估样品中的残余应力。选择了六个点以计算和比较样品中的残余应力,第一层中有三个点,第二点为三个点。模拟和建模用于研究印刷条件对半晶体聚合物热力学行为的影响,以进行有效评估。
精加工(MAF)用于对DED生产的金属零件进行后处理。评估的参数是表面特性(直线度、粗糙度、微观结构和残余应力)和工艺输出变量(材料去除率、加工时间、切削力和比能)。结果表明,组合后处理链可以改善零件的形状误差和表面质量
本文提出了两种沉积方法,用于生成具有PECVD反应器中“零”残留应力的SIN X层:高频模式下的混合频率和高功率(13.56 MHz)。传统上,混合频率模式通常用于产生低应力SIN X层,替代使用HF和LF模式。但是,由于LF模式的沉积速率较低,因此混合频率的组合沉积速率非常小,以产生同质的SIN X层。在第二种方法中,使用了高达600 W的高功率,也可能产生较低的残余应力(0-20 MPa),其沉积速率较高(250至350 nm/min)。较高的功率不仅会导致更高的气体解离速率,从而导致较高的沉积速率,而且在SIN X膜中带来了较高的n键,以及来自SIN X膜的较高体积膨胀的较高压缩应力,从而补偿了拉伸应力并产生低残余应力。此外,本文还研究了其他重要参数的影响,这些参数对残余应力和沉积速率有很大影响,例如反应剂气体流速和压力。通过使用最终优化的配方,基于低应激SIN X层成功制造了KOH和氮化硅悬臂的各向异性湿蚀刻层的掩蔽层。此外,还制造并测试了具有400nm孔的纳米孔膜。通过在纳米多孔膜顶部培养小鼠D1间充质干细胞,结果表明小鼠D1间充质干细胞能够生长良好。这表明纳米方膜可用作与活细胞接口的平台,成为生物分子分离的生物胶囊
Martin 和 Rousseau 比较了 0~ ~ 层界面和玻璃/环氧胶带中 0~ ~ 层界面的 I 型分层增长行为。这项研究的动机是大多数结构性分层发生在不同的层界面,例如 0~ ~,而 ASTM 标准试样分层测试方法均使用单向试样(以尽量减少残余应力和自由边应力)。Martin 和 Rousseau 在他们的实验工作中观察到,两种铺层中的纤维桥接相似(0~ ~ 配置出乎意料),分层以自相似的方式增长(即不会跳转到其他层界面),并且 0~ ~ 铺层的静态临界应变能量释放率 Glc 比单向配置表现出更低的平均值和更高的散射(在小样本量上)。两种样品设计均产生类似的疲劳分层起始结果。这项工作的一个有用的亮点是开发了一种设计多向层压分层试样的通用方法,可最大限度地减少弯曲扭转耦合、自由边和残余应力。
增材搅拌摩擦沉积 (AFSD) 是一种新兴的固态增材制造技术,其中材料逐层沉积。与基于熔合的增材制造工艺不同,AFSD 依靠旋转工具通过摩擦热和压力挤压和粘合原料材料,使材料温度低于其熔点,以消除与熔合相关的缺陷。由于其高沉积速率,它适用于大型结构制造。然而,AFSD 仍处于开发阶段,存在关于沿构建高度的硬度变化、缺陷形成和残余应力分布的问题。在本研究中,使用光学显微镜、维氏硬度测试和中子衍射检查了 AFSD 制造的结构。光学显微镜显示第一层和基材界面以及沉积边缘存在缺陷,而硬度测试表明沉积硬度从最后一层到第一层降低。中子衍射显示基材熔合区附近存在拉伸残余应力,而大多数沉积物中存在压缩残余应力。
