删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)

芯棒锥面结构对孔冷挤压强化残余应力场的影响

本站小编 哈尔滨工业大学/2019-10-23

芯棒锥面结构对孔冷挤压强化残余应力场的影响

朱有利1,侯帅1,王燕礼1,边飞龙1,管宇2

(1.装甲兵工程学院 装备再制造工程系,北京 100072; 2.中国航空工业集团公司 沈阳飞机设计研究所,沈阳 110035)



摘要:

为了在紧固孔周引入均匀的残余压应力,以延长紧固孔构件的疲劳寿命、提高其抗应力腐蚀性能,利用ANSYS有限元软件,建立了轴对称弹塑性有限元模型,对直接芯棒冷挤压强化过程进行了仿真,特别是对芯棒的前锥段曲线结构形式进行了设计与分析,研究了前锥段曲线形式对残余应力场分布的影响.结果表明:孔壁表面的周向残余应力分布复杂且不均匀,比较而言,外凸型正弦曲线型芯棒所产生的残余压应力沿孔壁深度方向分布更加均匀;几种曲线形式的芯棒在上表面近孔边区域均产生了径向残余拉应力,在孔的挤入段产生了轴向残余拉应力,但外凸型正弦曲线型芯棒在上述区域所产生的残余拉应力较小,且分布区域也较小.

关键词:  冷挤压  残余应力  芯棒结构  疲劳失效  有限元分析

DOI:10.11951/j.issn.1005-0299.20150415

分类号:TG146

基金项目:北京市自然科学基金(3093027).



Effects of cone surface profile of mandrel on residual stress distribution of cold expansion strengthening of hole

ZHU Youli1, HOU Shuai1, WANG Yanli1, BIAN Feilong1, GUAN Yu2

(1. Department of Equipment Remanufacture Engineering, Academy of Armored Force Engineering, Beijing 100072, China ; 2. Shenyang Aircraft Design Institute, China Aviation Industry Corporation, Shenyang 110035, China)

Abstract:

The residual stress field of fastening holes caused by hole cold expansion with different front cone structures of the mandrel was simulated by using Finite Element Analysis Software ANSYS, in order to introduce uniform residual stress around the fastener holes, thus the fatigue life could be increased and the stress corrosion resistance could be enhanced. The results show that circular residual stresses around cold worked fastener holes showed an uneven distribution. In contrast, residual stress caused by mandrel with bulgy sinusoidal structure was well distributed along depth direction of the hole. For all of the fastening holes using different mandrel structures, radial residual tensile stress was produced in the upper surface near the hole and axial residual tensile stress was produced in diapir of the hole. Yet residual stress caused by mandrel with bulgy sinusoidal structure was less, and stress distribution region was smaller.

Key words:  cold expansion  residual stress  mandrel structure  fatigue failure  finite-element analysis


相关话题/结构 设计 过程 软件 塑性

  • 领限时大额优惠券,享本站正版考研考试资料!
    大额优惠券
    优惠券领取后72小时内有效,10万种最新考研考试考证类电子打印资料任你选。涵盖全国500余所院校考研专业课、200多种职业资格考试、1100多种经典教材,产品类型包含电子书、题库、全套资料以及视频,无论您是考研复习、考证刷题,还是考前冲刺等,不同类型的产品可满足您学习上的不同需求。 ...
    本站小编 Free壹佰分学习网 2022-09-19
  • 前驱体温度对激光化学气相沉积YBa2Cu3O 7δ超导薄膜结构及性能的影响
    前驱体温度对激光化学气相沉积YBa2Cu3O7δ超导薄膜结构及性能的影响张琼1,赵培1,吴慰1,戴武斌1,GOTOTakashi2,徐源来3(1.等离子体化学与新材料湖北省重点实验室(武汉工程大学),武汉430205;2.东北大学金属材料研究所,沈阳160001;3.绿色化工过程省部共建教育部重点实 ...
    本站小编 哈尔滨工业大学 2020-12-05
  • 泡沫金属三明治结构压印-粘接复合接头剥离性能分析
    泡沫金属三明治结构压印-粘接复合接头剥离性能分析张杰,何晓聪,雷蕾,初明明,刘可欣,黄炎宁(昆明理工大学机电工程学院,昆明650500)摘要:为研究三明治结构压印-粘接复合接头的抗剥离性能,选取AA5052铝合金板以及泡沫镍、泡沫铜以及泡沫铁镍进行压印-粘接复合连接,对接头进行拉伸剪切试验,采用扫描 ...
    本站小编 哈尔滨工业大学 2020-12-05
  • 静不定结构的热应力分析
    静不定结构的热应力分析杨益航1,王德志2,林高用2(1.福建省功能材料及应用重点实验室(厦门理工学院),福建厦门361024;2.中南大学材料科学与工程学院,长沙410083)摘要:分析了受约束机构内材料热应力存在的危害,给出静不定结构内热应力的定量描述方式:弹性变形状态时,热应力仅与线膨胀系数、弹 ...
    本站小编 哈尔滨工业大学 2020-12-05
  • 铀铌合金结构及性能调控研究进展
    铀铌合金结构及性能调控研究进展蒙大桥,陈向林,陈冬,赵雅文,黄河,法涛(中国工程物理研究院材料研究所,四川绵阳621900)摘要:铀铌合金作为一种重要的核工程材料,因其较高的密度、优异的耐蚀性能和良好的力学性能等特点,被广泛应用于核工业领域。铀铌合金受成分及热处理工艺影响显著,表现出复杂的相转变和组 ...
    本站小编 哈尔滨工业大学 2020-12-05
  • 核壳结构纳米镁基复合储氢材料研究进展
    核壳结构纳米镁基复合储氢材料研究进展张秋雨1,2,3,邹建新1,2,3,任莉1,2,3,马哲文1,2,3,朱文1,2,3,丁文江1,2,3(1.上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心,上海200240;2.上海交通大学材料科学与工程学院,上海200240;3.上海交通大学氢科学中心,上海2002 ...
    本站小编 哈尔滨工业大学 2020-12-05
  • 电冲击处理(EST)对TC11钛合金微结构和力学性能的影响研究
    电冲击处理(EST)对TC11钛合金微结构和力学性能的影响研究谢乐春1,2,刘畅1,2,华林1,2(1.现代汽车零部件技术湖北省重点实验室(武汉理工大学),武汉430070;2.汽车零部件技术湖北省协同创新中心(武汉理工大学),武汉430070)摘要:为寻求优化钛合金组织和力学性能的新思路,本文采用 ...
    本站小编 哈尔滨工业大学 2020-12-05
  • 高氮过饱和奥氏体表面改性层结构研究进展
    高氮过饱和奥氏体表面改性层结构研究进展车宏龙,王克胜,梁健,雷明凯(大连理工大学材料科学与工程学院表面工程实验室,辽宁大连116024)摘要:本文针对氮过饱和奥氏体改性层结构本质的研究现状,归纳了近年来国内外相关研究,重点阐述和总结了高氮过饱和奥氏体层的相结构、微结构,以及有序化结构3个方面的相关研 ...
    本站小编 哈尔滨工业大学 2020-12-05
  • 热轧过程中高纯钴微观组织及织构演变
    热轧过程中高纯钴微观组织及织构演变李震1,宋克睿1,韩彦鹏1,肖柱1,贺昕2,陈志永1(1.中南大学材料科学与工程学院,长沙410083;2.北京有色金属研究总院有研亿金新材料股份有限公司,北京102200)摘要:金属钴具有同素异构转变特性。为探究热轧工艺对高纯钴的微观组织及织构演变规律的影响,对纯 ...
    本站小编 哈尔滨工业大学 2020-12-05
  • AZ31B镁合金带材热轧过程组织均匀性及性能研究
    AZ31B镁合金带材热轧过程组织均匀性及性能研究曹东东1,2,梅瑞斌1,2,包立1,侯铮1,黄芸1(1.东北大学秦皇岛分校资源与材料学院,河北秦皇岛066004;2.东北大学材料科学与工程学院,沈阳110819)摘要:本文开展了变形温度为300、350、400℃和总压下率分别为15%、30%、45% ...
    本站小编 哈尔滨工业大学 2020-12-05
  • ECAP形变对高纯铝微结构及冲击层裂损伤的影响
    ECAP形变对高纯铝微结构及冲击层裂损伤的影响佘其海,李超,钟政烨(材料先进技术教育部重点实验室(西南交通大学),成都610031)摘要:在高应变率冲击载荷下,金属材料的主要失效方式之一是层裂损伤。为探讨微结构对层裂损伤的影响,本文利用等径角挤压(EqualChannelAngularPressin ...
    本站小编 哈尔滨工业大学 2020-12-05