TA15金字塔点阵超塑成形/扩散连接制备工艺及力学性能研究
发布时间：2021-01-23 07:08
TA15钛合金因良好的综合力学性能、较好的可加工性和焊接性,常被用于制备飞机上形状和受载情况复杂的耐高温结构件,尤其是高温零部件。三维点阵结构通过其内部空间结构的合理设计,不仅具有轻质高强的特点,还易于实现结构功能一体化,具有良好的应用前景。采用超塑成形/扩散连接（Superplastic Forming/Diffusion Bonding,SPF/DB）技术制备TA15钛合金三维点阵结构,对于解决钛合金常温下难成形、点阵结构形状复杂等制备难题具有突出优势。研究成形后的点阵结构在不同载荷状况下的力学行为,对其作为结构件的使用性能评价并指导设计具有重要意义。目前,国内外对TA15钛合金应用于制备三维点阵结构和TA15钛合金三维点阵结构的力学性能研究还基本处于空白状态。针对以上问题,本论文采用SPF/DB方法制备点阵结构,采用有限元分析和试验结合的研究手段,对TA15超塑变形规律、SPF/DB制备TA15金字塔点阵结构的工艺、成形后金字塔点阵结构的力学性能开展了研究。主要研究内容如下:（1）TA15钛合金的超塑变形机理研究。开展了 TA15钛合金不同温度和应变速率下的超塑拉伸试验和断后试样...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１三维点阵结构示意图??
有利于布置管道、填充介质实现结构功能一体化设计［１４］。??（Ｃ）??图１－２不同类型的轻质多孔夹层结构：（ａ）金属泡沫；（ｂ）蜂窝结构；（Ｃ）三维点阵??三维点阵结构于２０００年左右由剑桥大学的Ｍ．?Ｆ．?Ａｓｈｂｙ［１５］等人首先提出，??从三维点阵结构提出至今，各国学者为了得到结构更佳、性能更优的点阵夹??层结构，先后提出了四面体型［１５—１Ｓ］、金字塔型［１９＿２２］、Ｘ型［２３＿２４］、３Ｄ－Ｋａｇ〇ｍｅ??型％２５］、沙漏型％及编织物结构拓扑［２７］等多种不同的芯体构型，如图１－３所??示。作为轻质夹芯结构的一种，三维点阵结构不仅具有轻轻质高强的特点，??其良好的内部空间还易于实现承载吸能、抗震抗爆、抑振散热、电磁波隐身??等多功能，结构性能优越。??ｔ＾ｔｒａｉｃｄｒａ：?ｄｉａｏｉａｎｄ?Ｕｆｘｉｉｌｅ??．，?ｄｉａｍｏｎｄ?ｃｏＳｉｉｎｅａｒ?．?？??ｐｙｒａｒｔｕｄａｌ?广??變＇Ｉ：?＾？難爾廣??ｓｑ
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【参考文献】：
期刊论文
[1]天辽海阔 “钛”造神奇——访中国科学院院士曹春晓[J]. 李臻. 军民两用技术与产品. 2018(19)
[2]微桁架点阵结构在飞机结构/功能一体化中的应用[J]. 王向明,苏亚东,吴斌,张瑞,王福雨,汪嘉兴,邢本东. 航空制造技术. 2018(10)
[3]金属三维点阵结构制备技术研究进展[J]. 赵冰,李志强,侯红亮,韩秀全,廖金华,谭谆礼,白秉哲,白利硕. 稀有金属材料与工程. 2016(08)
[4]钛合金三维点阵结构制备工艺与压缩性能研究[J]. 赵冰,李志强,侯红亮,韩秀全,廖金华,谭谆礼. 稀有金属. 2017(03)
[5]锻造工艺对TA15钛合金大直径棒材的组织与性能影响[J]. 谢力,虞忠良,王媛,董健,王德琴. 金属热处理. 2016(02)
[6]钛合金在航空航天及武器装备领域的应用与发展[J]. 刘全明,张朝晖,刘世锋,杨海瑛. 钢铁研究学报. 2015(03)
[7]超塑成形/扩散连接技术的应用进展和发展趋势[J]. 李志强,郭和平. 航空制造技术. 2010(08)
[8]轻质多孔材料研究进展[J]. 杨亚政,杨嘉陵,曾涛,方岱宁. 力学季刊. 2007(04)
[9]超轻多孔金属材料的多功能特性及应用[J]. 卢天健,何德坪,陈常青,赵长颖,方岱宁,王晓林. 力学进展. 2006(04)
[10]TA15合金及其在飞机结构中的应用前景[J]. 李兴无,沙爱学,张旺峰,储俊鹏,马济民. 钛工业进展. 2003(Z1)
博士论文
[1]新型沙漏金属点阵结构的力学性能与强化机理[D]. 冯丽佳.哈尔滨工业大学 2017
[2]TA15钛合金大型航空结构件成形特性与工艺研究[D]. 薛松.重庆大学 2011
硕士论文
[1]TC4板材金字塔点阵节点下压成形工艺及力学性能模拟[D]. 赵孔勋.山东大学 2018
[2]钛合金三维点阵结构制备和力学行为研究[D]. 白利硕.北京交通大学 2015
[3]TC4多层板结构超塑成形/扩散连接工艺数值模拟与试验研究[D]. 崔元杰.南京航空航天大学 2011
本文编号：2994793
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１三维点阵结构示意图??
有利于布置管道、填充介质实现结构功能一体化设计［１４］。??（Ｃ）??图１－２不同类型的轻质多孔夹层结构：（ａ）金属泡沫；（ｂ）蜂窝结构；（Ｃ）三维点阵??三维点阵结构于２０００年左右由剑桥大学的Ｍ．?Ｆ．?Ａｓｈｂｙ［１５］等人首先提出，??从三维点阵结构提出至今，各国学者为了得到结构更佳、性能更优的点阵夹??层结构，先后提出了四面体型［１５—１Ｓ］、金字塔型［１９＿２２］、Ｘ型［２３＿２４］、３Ｄ－Ｋａｇ〇ｍｅ??型％２５］、沙漏型％及编织物结构拓扑［２７］等多种不同的芯体构型，如图１－３所??示。作为轻质夹芯结构的一种，三维点阵结构不仅具有轻轻质高强的特点，??其良好的内部空间还易于实现承载吸能、抗震抗爆、抑振散热、电磁波隐身??等多功能，结构性能优越。??ｔ＾ｔｒａｉｃｄｒａ：?ｄｉａｏｉａｎｄ?Ｕｆｘｉｉｌｅ??．，?ｄｉａｍｏｎｄ?ｃｏＳｉｉｎｅａｒ?．?？??ｐｙｒａｒｔｕｄａｌ?广??變＇Ｉ：?＾？難爾廣??ｓｑ
从三维点阵结构提出至今，各国学者为了得到结构更佳、性能更优的点阵夹??层结构，先后提出了四面体型［１５—１Ｓ］、金字塔型［１９＿２２］、Ｘ型［２３＿２４］、３Ｄ－Ｋａｇ〇ｍｅ??型％２５］、沙漏型％及编织物结构拓扑［２７］等多种不同的芯体构型，如图１－３所??示。作为轻质夹芯结构的一种，三维点阵结构不仅具有轻轻质高强的特点，??其良好的内部空间还易于实现承载吸能、抗震抗爆、抑振散热、电磁波隐身??等多功能，结构性能优越。??ｔ＾ｔｒａｉｃｄｒａ：?ｄｉａｏｉａｎｄ?Ｕｆｘｉｉｌｅ??．，?ｄｉａｍｏｎｄ?ｃｏＳｉｉｎｅａｒ?．?？??ｐｙｒａｒｔｕｄａｌ?广??變＇Ｉ：?＾？難爾廣??ｓｑｕａｒｅ?ｃｏｌｉｉｏｅｉｔ］?－??ｉｈＲｘ－ｕｉｓｎｓｎｓｉｏｎａ！?ｋａｇｏｍｔ?ｙ??图１－３不同构型的三维点阵结构??１．２．３超塑成形／扩散连接（ＳＰＦ／ＤＢ）简介??超塑性是指晶粒度稳定而细小的材料在一定温度和应变速率条件下表??３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]天辽海阔 “钛”造神奇——访中国科学院院士曹春晓[J]. 李臻. 军民两用技术与产品. 2018(19)
[2]微桁架点阵结构在飞机结构/功能一体化中的应用[J]. 王向明,苏亚东,吴斌,张瑞,王福雨,汪嘉兴,邢本东. 航空制造技术. 2018(10)
[3]金属三维点阵结构制备技术研究进展[J]. 赵冰,李志强,侯红亮,韩秀全,廖金华,谭谆礼,白秉哲,白利硕. 稀有金属材料与工程. 2016(08)
[4]钛合金三维点阵结构制备工艺与压缩性能研究[J]. 赵冰,李志强,侯红亮,韩秀全,廖金华,谭谆礼. 稀有金属. 2017(03)
[5]锻造工艺对TA15钛合金大直径棒材的组织与性能影响[J]. 谢力,虞忠良,王媛,董健,王德琴. 金属热处理. 2016(02)
[6]钛合金在航空航天及武器装备领域的应用与发展[J]. 刘全明,张朝晖,刘世锋,杨海瑛. 钢铁研究学报. 2015(03)
[7]超塑成形/扩散连接技术的应用进展和发展趋势[J]. 李志强,郭和平. 航空制造技术. 2010(08)
[8]轻质多孔材料研究进展[J]. 杨亚政,杨嘉陵,曾涛,方岱宁. 力学季刊. 2007(04)
[9]超轻多孔金属材料的多功能特性及应用[J]. 卢天健,何德坪,陈常青,赵长颖,方岱宁,王晓林. 力学进展. 2006(04)
[10]TA15合金及其在飞机结构中的应用前景[J]. 李兴无,沙爱学,张旺峰,储俊鹏,马济民. 钛工业进展. 2003(Z1)
博士论文
[1]新型沙漏金属点阵结构的力学性能与强化机理[D]. 冯丽佳.哈尔滨工业大学 2017
[2]TA15钛合金大型航空结构件成形特性与工艺研究[D]. 薛松.重庆大学 2011
硕士论文
[1]TC4板材金字塔点阵节点下压成形工艺及力学性能模拟[D]. 赵孔勋.山东大学 2018
[2]钛合金三维点阵结构制备和力学行为研究[D]. 白利硕.北京交通大学 2015
[3]TC4多层板结构超塑成形/扩散连接工艺数值模拟与试验研究[D]. 崔元杰.南京航空航天大学 2011
本文编号：2994793
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