中文名 | 超聲能場與攪拌摩擦焊塑性流變材料的耦合作用機(jī)理 | 項目類別 | 面上項目 |
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項目負(fù)責(zé)人 | 武傳松 | 依托單位 | 山東大學(xué) |
常規(guī)的攪拌摩擦焊接(FSW),需要很大的軸向壓力和攪拌頭轉(zhuǎn)矩來產(chǎn)生足夠的摩擦熱,導(dǎo)致設(shè)備體積龐大、攪拌頭磨損、焊接速度較低。超聲振動作為一種機(jī)械能,在加工過程中可降低材料的變形抗力。在FSW過程中施加超聲振動,使得攪拌頭周圍的材料更容易發(fā)生塑性流動,從而可以改善焊接質(zhì)量、降低焊接載荷并提高焊接速度。然而,超聲振動對FSW焊接熱過程和塑性材料流動的影響機(jī)理仍未闡明。本項目直接將超聲振動施加在攪拌頭前方的待焊工件上,研制了“超聲振動強(qiáng)化攪拌摩擦焊接 (UVeFSW)” 實驗系統(tǒng);從數(shù)值分析和實驗表征兩方面研究了UVeFSW過程中超聲能場與塑性流變材料的相互作用機(jī)理。 提出了三種定量表征剪切層內(nèi)材料流動的實驗方法,分別表征了攪拌頭周圍的塑性變形材料體積、連續(xù)流動的材料流速和非連續(xù)流動的材料應(yīng)變和應(yīng)變速率?;谖诲e熱激活理論,分析了超聲振動對塑性變形材料位錯運動的影響,修正了材料本構(gòu)關(guān)系。建立了“超聲能場-熱場-應(yīng)變場-流場”耦合的UVeFSW數(shù)理模型,定量分析了UVeFSW過程中超聲聲壓、聲場能量密度、產(chǎn)熱、傳熱、應(yīng)變/應(yīng)變速率、粘度和材料流動的動態(tài)變化規(guī)律。結(jié)果表明,攪拌頭前方的超聲振動能場與塑性變形材料相互作用,降低了材料的塑性變形激活能,產(chǎn)生聲致軟化效應(yīng),提高了攪拌頭附近材料的塑性流動性,使得塑性變形材料體積擴(kuò)大、焊核區(qū)晶粒發(fā)生細(xì)化并改變了晶粒取向、再結(jié)晶過程進(jìn)行得更加徹底。闡明了超聲振動改善焊接接頭組織與性能的物理機(jī)制,為提升高強(qiáng)鋁合金結(jié)構(gòu)的焊接制造水平奠定了堅實基礎(chǔ)。 本項目已發(fā)表期刊論文31篇(其中,SCI收錄28篇,EI收錄3篇)。在國際會議做特邀大會報告(Plenary/Keynote)3次、邀請報告(Invited)3次。授權(quán)發(fā)明專利1項。獲得兩項國際學(xué)術(shù)獎勵。培養(yǎng)出站博士后1人、博士生6人、碩士生4人;有2篇學(xué)位論文被評選為2018和2016年度山東省優(yōu)秀博士和碩士論文。組織舉辦國際會議1次。 2100433B
超聲可降低材料的變形阻力,是一種能耗低、利用率高的輔助能量。前期研究表明,在攪拌頭前方待焊工件上施加超聲能場,可減少材料塑性流變所需的摩擦熱量;降低焊接載荷并改善焊接質(zhì)量的工藝效果明顯。但超聲改變摩擦攪拌區(qū)塑性變形材料行為的機(jī)制,尚未闡明。本項目擬研究攪拌摩擦焊接過程中超聲能場與塑性流變材料的相互作用機(jī)理。探究超聲波在攪拌頭附近塑性變形材料中的傳輸、耦合及作用規(guī)律;構(gòu)建摩擦攪拌區(qū)超聲體積效應(yīng)與表面效應(yīng)的描述和表征方法;闡明超聲能場改變材料屈服應(yīng)力和流動應(yīng)力的物理機(jī)制。提出超聲作用下材料本構(gòu)關(guān)系的修正方法,建立超聲能場-應(yīng)變場-流場-熱場的耦合模型,定量分析和測試超聲能場作用下攪拌頭附近材料塑性流動行為、產(chǎn)熱特點、溫度分布特征等;實現(xiàn)超聲參量、焊接工藝參數(shù)與接頭組織性能之間的優(yōu)化與匹配。為有效地指導(dǎo)超聲能量在攪拌摩擦焊接過程中的合理應(yīng)用、提升我國高強(qiáng)鋁合金結(jié)構(gòu)的焊接制造水平奠定堅實基礎(chǔ)。
微生態(tài)制劑作為一種有益微生物制劑,和其它藥物不同。理論上它優(yōu)于抗生素,克服了應(yīng)用抗生素所造成的菌群失調(diào)、耐藥菌株的增加以及藥物的毒副反應(yīng)。實踐表明,微生態(tài)制劑應(yīng)用在畜禽、水產(chǎn)、人提都存在很多優(yōu)點,提高...
溴蟲腈是一種殺蟲劑前體,其本身對昆蟲無毒殺作用。昆蟲取食或接觸溴蟲腈后在昆蟲體內(nèi),溴蟲腈在多功能氧化酶的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w殺蟲活性化合物,其靶標(biāo)是昆蟲體細(xì)胞中的線粒體。使細(xì)胞合成因缺少能量而停止生命功能...
誰有QJ 20044-2011 《鋁合金攪拌摩擦焊工藝規(guī)范》 QJ20043--2011《鋁合金 中厚板攪拌摩擦焊技術(shù)要求》
需要連續(xù)驅(qū)動摩擦焊機(jī)上海勝春機(jī)械
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攪拌摩擦焊(Friction Stir Welding.簡稱FSW)是一種利用高速旋轉(zhuǎn)的攪拌頭與工件磨擦產(chǎn)生的熱量使被焊材料局部塑化的新型固相連接工藝。它可以對多種熔化焊接性差的有色金屬等材料進(jìn)行可靠的連接,而且連接工藝簡單,有較好的工藝適應(yīng)性。本文在總結(jié)攪拌摩擦焊研究成果的基礎(chǔ)上,論述了攪拌摩擦焊的基本原理和特點,闡述了近年來國內(nèi)外攪拌摩擦焊工藝參數(shù)、接頭微觀組織、焊接成形機(jī)理等方面的研究現(xiàn)狀,并展望FSW的應(yīng)用前景。
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評分: 4.4
在攪拌摩擦焊過程中,焊縫塑性材料的遷移是保證焊縫的冶金完整性的重要因素。本研究通過采用鑲嵌標(biāo)示材料的方法,焊后觀察焊縫橫截面上塑性材料的遷移行為。研究結(jié)果表明:在焊縫橫截面上,探針附近的塑性材料沿帶左旋螺紋的探針表面從焊縫上表面螺旋遷移至焊縫底部,從四周向焊縫表面遷移,在厚度方向上形成一個連續(xù)遷移的循環(huán)路徑。塑性變形的區(qū)域關(guān)于焊縫中心不對稱,塑性材料在焊縫中心形成類似于傾斜"花瓶"狀的形貌。從焊縫表面至底面,塑性變形區(qū)寬度逐漸減小,前進(jìn)邊塑性材料向焊縫表面遷移的距離小于返回邊,前進(jìn)邊塑性變形區(qū)小于返回邊。
1)建立一種耦合高壓與高應(yīng)變率效應(yīng)的塑性變形基本特性方程:選擇剪切模量為流動應(yīng)力尺度,由剪切模量的密度與溫度相關(guān)性及高壓狀態(tài)方程,確定流動應(yīng)力尺度的壓力與溫度相關(guān)性。在此尺度下度量流動應(yīng)力,由應(yīng)變率控制機(jī)理,確定無量綱流動應(yīng)力與無量綱應(yīng)變率及溫度的相關(guān)性。從而表達(dá)高壓與高應(yīng)變率對于塑性變形耦合效應(yīng)的可分離函數(shù)特性。2)揭示非過載平面沖擊波定常塑性波流動應(yīng)力隨高壓與高應(yīng)變率變化的實測結(jié)果:發(fā)展錳銅應(yīng)。 2100433B
序號 |
標(biāo)題 |
類型 |
作者 |
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1 |
Study on constitutive relation |
期刊論文 |
Chen Danian, Fan Chunlei, Xie |
2 |
Mechanical yielding and streng |
期刊論文 |
Chen Danian, Fan Chunlei, Hu J |
3 |
高壓、高應(yīng)變率與低壓、高應(yīng)變率 |
期刊論文 |
陳大年,劉國慶,俞宇穎,王煥然 |
4 |
無氧銅平面沖擊波實驗的橫向應(yīng)力 |
期刊論文 |
范春雷,胡金偉,陳大年,王煥然 |
5 |
Spall investigations for LY12 |
期刊論文 |
Yuying Yu, Danian Chen, Hua Ta |
6 |
延性材料平面沖擊波基本實驗數(shù)值 |
期刊論文 |
陳大年,俞宇穎,譚華,吳善幸, |
7 |
對于直接測量平面沖擊狀態(tài)下材料 |
會議論文 |
范春雷,胡金偉,陳大年,王煥然 |
8 |
試論鎂鋁合金高應(yīng)變單軸壓縮擬合 |
期刊論文 |
王煥然,謝書港,陳大年,俞宇穎 |
9 |
三角形波致LY12鋁層裂的平板沖擊 |
期刊論文 |
俞宇穎,陳大年,譚華,王煥然, |
10 |
高導(dǎo)無氧銅高壓、高應(yīng)變率本構(gòu)關(guān) |
會議論文 |
陳大年,范春雷,胡金偉,吳善幸 |
超塑性混凝土又稱流態(tài)混凝土。即在已拌制好的坍落度為80~150mm的混凝土拌合物中加入流化劑,再經(jīng)攪拌,使其坍落度立即增大至180~200mm,成為具有高度流動性和良好粘聚性的混凝土拌合物 。