Al 3s 2 3p 1 12 12 12 FCC a=4.040 3.47 Mg 3s 2 19 19 11 HCP a=3.189; c=5.194 1.52 Si 3s 2 3p 2 9 9 9 金刚石a=5.469 4.54 Ti 3p 6 3d 2 4s 2 15 15 9 HCP a=2.936; c=4.648 5.31 Fe 3d 7 4s 1 17 17 17 BCC a=2.832 4.92 Co 3d 8 4s 1 19 19 13 HCP a=2.491; c=4.025 5.17 Ni 3d 8 4s 2 13 13 13 FCC a=3.518 5.08 Zn 3d 10 4s 2 19 19 11 HCP a=2.637; c=5.072 1.11 Zr 4s 2 4p 6 4d 2 5s 2 15 15 9 HCP a=3.232; c=5.169 6.45 Ru 4d 7 5s 1 19 19 11 HCP a=2.713; c=4.281 7.97 Pd 4d 9 5s 1 12 12 12 FCC a=3.942 3.79 Ag 4d 10 5s 1 12 12 12 FCC a=4.146 2.53
本文旨在对2024铝板铆接接头的疲劳寿命和疲劳裂纹扩展路径进行数值研究。为此,根据现场观测,获得影响疲劳寿命的参数。研究了相关的几何参数,例如铆钉杆长度、孔径和尺寸公差,以及铆钉的位置模式和铆钉接头的材料。在本研究中,使用有限元方法进行建模以计算等效塑性应变。为此,使用三维弹塑性模型进行模拟。从本研究中的有限元方法获得的信息使得将铆钉放置在这种类型的接头中以用于航空航天工业等高安全性结构成为可能。鉴于2024铝板裂纹扩展问题的重要性,掌握了问题的几何和物理参数,目标是实现铆接接头裂纹扩展和疲劳寿命的精确路径。采用边界元法对试样进行疲劳裂纹扩展模拟,利用边界元法确定了不同加载模式下的应力强度因子,结果表明几何参数和铆钉材料对铝板疲劳裂纹有显著影响。
摘要:本文回顾了纳米颗粒技术在铝基合金增材制造 (AM) 方面的现状。对常见的 AM 工艺进行了概述。增材制造是制造业进步的一个有前途的领域,因为它能够生产出近净成型的部件,并且在最终使用之前只需进行最少的后处理。AM 还允许制造原型以及经济的小批量生产。通过 AM 加工的铝合金由于其高强度重量比,将对制造业非常有益;然而,许多传统的合金成分已被证明与 AM 加工方法不兼容。因此,许多研究都着眼于改善这些合金的加工性的方法。本文探讨了使用纳米结构来增强铝合金的加工性。结论是,添加纳米结构是改进现有合金的一种有前途的途径,并且可能对其他基于粉末的工艺有益。
线弧添加剂制造是一种近网状处理技术,可允许对大型和定制的金属零件的成本效益。在电弧添加剂制造中处理铝的处理非常具有挑战性,尤其是在孔隙率方面。在目前的工作中,研究了AW4043/ALSI5(wt%)的线弧添加剂制造中的孔隙行为,并开发了后处理方法。已经观察到,随着屏蔽气体流量的增加,铝零件的孔隙率也增加了,由于熔体池通过强制对流迅速固化而增加。更高的对流率似乎限制了气体夹杂物的逃脱。此外,从熔体池逸出的气体夹杂物在每个沉积层的表面上留出空腔。过程摄像机成像用于监测这些空腔以形成有关部分孔隙率的形成。观测值是由计算流体动力学模拟支持的,这些模拟表明,气流与线弧添加剂制造制造的铝制零件的孔隙率相关。由于较低的气体流速导致对流冷却的减少,因此熔体池在更长的时间内保持液体,从而使孔逸出更长的时间,从而降低了孔隙度。基于这些调查,提出了一种监视方法。
铝和铝合金在各种顶级工业领域有着广泛的应用。从航空航天工业发展开始(自19世纪以来),铝合金因其重量轻、机械强度高、耐腐蚀性好等特点,开始用于制造飞行器部件(例如飞艇)。自20世纪初以来,铝也被用于制造飞机部件,例如:发动机壳体、气缸体和航空发动机的其他部件[1-3]。在同一时期,铝合金首次进行了热处理,这在当时是一项了不起的技术进步,后来导致铝在航空航天工程中的大量使用,铝合金成为这些顶级工业中使用最广泛的材料。铝合金按主要合金元素分类,包括 8 个系列的合金,如表所示。1,其中提到它们是否可热处理,以及机械强度 [4]。1xxx、3xxx 和 5xxx 系列的合金不可热处理。2xxx、6xxx 和 7xxx 系列的合金可热处理。4xxx 系列铝合金
铝和铝合金在各种顶级工业领域有着广泛的应用。从航空航天工业发展开始(自19世纪以来),铝合金因其重量轻、机械强度高、耐腐蚀性好等特点,开始用于制造飞行器部件(例如飞艇)。自20世纪初以来,铝也被用于制造飞机部件,例如:发动机壳体、气缸体和航空发动机的其他部件[1-3]。在同一时期,铝合金首次进行了热处理,这在当时是一项了不起的技术进步,后来导致铝在航空航天工程中的大量使用,铝合金成为这些顶级工业中使用最广泛的材料。铝合金按主要合金元素分类,包括 8 个系列的合金,如表所示。1,其中提到它们是否可热处理,以及机械强度 [4]。1xxx、3xxx 和 5xxx 系列的合金不可热处理。2xxx、6xxx 和 7xxx 系列的合金可热处理。4xxx 系列铝合金
与其他金属和复合材料相比,铝具有制造工艺简单、耐腐蚀、重量轻和成本低等优点[7]。设计飞机结构的重要参数包括抗疲劳性、密度、断裂韧性、强度和耐腐蚀性[7]。此外,在静态重量下受到拉伸时,上侧会产生压缩载荷,而下侧则相反;因此,在飞行过程中需要仔细优化拉伸和压缩强度[7]。因此,铝作为最轻的金属,可以轻松取代其他金属并承受由于飞机大型化而增加的机翼压力载荷[8]。在这方面,航空航天工业使用不同类型的铝合金,其中一些在表2中给出。然而,常见的类别大多来自2xxx和7xxx系列[9]。2000系列合金具有良好的抗疲劳裂纹扩展能力并拥有卓越的损伤容限。因此,它们通常用于飞机的机身蒙皮和下机翼,其中断裂韧性(即抗裂纹扩展)是一个重要的设计参数 [6] 。 Al2024-T3 是机身结构中最常用的 2000 系列合金 [10] 。 7000 系列通常用于上机翼蒙皮,其中强度是主要的设计因素 [6] 。 Al7075-T6 是
摘要:对 AISI-SAE AA7075-T6 铝合金进行了超声波和常规疲劳试验,以评估人工和诱导预腐蚀的效果。人工预腐蚀是通过在试样颈部沿试验试样的纵向或横向加工两个直径为 500 µ m 的半球形点蚀孔获得的。诱导预腐蚀是使用欧洲航天局的国际标准 ESA ECSS-Q-ST-70-37C 实现的。试样采用频率为 20 kHz 的超声波疲劳技术进行测试,采用频率为 20 Hz 的常规疲劳进行测试。两个施加的载荷比为:超声波疲劳试验中 R = − 1,常规疲劳试验中 R = 0.1。主要结果为人工和诱导预腐蚀对疲劳耐久性的影响,以及常规疲劳试验后的表面粗糙度变化。分析了裂纹萌生和扩展,并建立了数值模型来研究与预腐蚀坑相关的应力集中,以及从裂纹萌生到断裂的 I 型应力强度因子的评估。最后,获得了基材和横向有两个半球形坑的试样的应力强度因子范围阈值 ∆ K TH。
Elementum 3D 利用创新的反应性增材制造 (RAM) 技术引入了新的商用铝合金和高性能金属基复合材料,以与现有的增材制造设备配合使用。RAM 利用放热化学反应在增材熔合过程中原位合成产品材料。RAM 工艺可用于生产各种材料,但特别适合通过反应性合成陶瓷增强材料来生产陶瓷增强金属基复合材料 (MMC)。该工艺可以从针对工艺流程和铺展性进行了优化的较大 AM 原料粉末中合成亚微米陶瓷增强材料。亚微米增强材料还可在合金凝固过程中充当成核剂,以产生有利的细粒等轴铝微观结构。通过成核细等轴微观结构,该工艺克服了困扰许多铝合金的热裂性问题。通过少量合成陶瓷,2024 和 6061 等合金变得可打印,并且性能与锻造合金相当。增加陶瓷含量可提高强度、模量、耐磨性和高温性能,同时降低热膨胀系数和延展性。