翻譯結(jié)果

1、帶狀鈦合金強(qiáng)化結(jié)構(gòu)中扭曲和殘余應(yīng)力對(duì)提升損傷容限的影響帶狀鈦合金強(qiáng)化結(jié)構(gòu)中扭曲和殘余應(yīng)力對(duì)提升損傷容限的影響摘要結(jié)合處裂紋阻滯劑的制造過(guò)程誘發(fā)的扭曲和殘余應(yīng)力已經(jīng)被研究。鈦合金帶黏附地結(jié)合在鋁合金SENT樣品上以提升疲勞裂紋生長(zhǎng)阻滯?，F(xiàn)在已經(jīng)對(duì)三種不同尺寸的影響進(jìn)行了研究。當(dāng)解除蒸壓和殘余應(yīng)力時(shí)組件的回彈是把設(shè)計(jì)選擇性強(qiáng)化考慮進(jìn)去的重要因素，因?yàn)樗赡芨淖兙植繗鈩?dòng)特性和減少帶裂紋的跨隙效應(yīng)。殘余應(yīng)力的首要問(wèn)題是在原鋁結(jié)構(gòu)中殘余應(yīng)力的拉伸

2、性質(zhì)對(duì)原鋁中裂紋萌生和裂紋擴(kuò)展行為有負(fù)面影響。殘余應(yīng)力用中子衍射來(lái)測(cè)量及樣品的扭曲變形用輪廓線測(cè)量?jī)x來(lái)測(cè)量。對(duì)粘結(jié)過(guò)程進(jìn)行了三維有限元模型的仿真模擬。殘余應(yīng)力在靠近帶的拉伸側(cè)和輕微地壓在沒(méi)有結(jié)合的一側(cè)被發(fā)現(xiàn)。扭曲和殘余應(yīng)力都隨著帶的厚度和寬度增加而增加。發(fā)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)壓力、標(biāo)準(zhǔn)扭曲和有限元仿真之間存在非常好的一致性。關(guān)鍵詞：殘余應(yīng)力；中子衍射；結(jié)合處裂紋阻滯劑；有限元分析1.介紹結(jié)構(gòu)成本和增加使用壽命參量已經(jīng)改變了在航天和航空工業(yè)中新產(chǎn)品的

3、設(shè)計(jì)流程。他已經(jīng)從性能至上的方式改變到了顧客至上的方式[1]。目標(biāo)是為了改善性能以延長(zhǎng)使用壽命和減少環(huán)境影響。隨著使用壽命的增加，損傷容限而不是靜力強(qiáng)度已經(jīng)改變了在航空與航天結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的臨界參數(shù)。其焦點(diǎn)在于降低結(jié)構(gòu)重量，減少使用材料的成本，降低燃料消耗以及增大有效載荷。在航空航天組件的設(shè)計(jì)中大的整體結(jié)構(gòu)件的使用可以顯著地降低總裝配的重量。這樣的結(jié)構(gòu)使用新的制造方法，例如以攪拌摩擦焊替代傳統(tǒng)連接方法如鉚接和螺栓連接。然而，這些結(jié)構(gòu)不包含

4、自然裂紋的阻塞物，由于他們本質(zhì)上是一體式結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可靠性和損傷容限規(guī)則因此限制了眾多的安全因素，這降低了整體結(jié)構(gòu)[2]的重量競(jìng)爭(zhēng)力。為了避免大的不利安全因素，新的裂紋遲滯特征不得不成為結(jié)構(gòu)的一部分。這一工作是對(duì)于調(diào)查選擇性強(qiáng)化的可能性以增強(qiáng)航空航天組件的可靠性和損傷容限的研究計(jì)劃的一部分。由于復(fù)合材料的輕重量，高的硬度和強(qiáng)度，航空航天結(jié)構(gòu)修復(fù)中的結(jié)合復(fù)合材料修補(bǔ)程序已經(jīng)被成功應(yīng)用[3]。一塊粘合修理片在裂紋尖部通過(guò)在損壞結(jié)構(gòu)和片之間架壓

5、力橋來(lái)減少壓力區(qū)域。在新的航空航天組件設(shè)計(jì)中選擇性強(qiáng)化的采用需要對(duì)一些因素的更深遠(yuǎn)的考慮，諸如在使用壽命過(guò)程中的裂紋橋機(jī)制，腐蝕，粘著結(jié)合[4–6]的耐久性及當(dāng)固化粘合劑時(shí)引入的殘余應(yīng)力等。殘余熱應(yīng)力是關(guān)心的問(wèn)題因?yàn)橄啾容^于帶而言由于低熱量膨脹金屬板中的殘余應(yīng)力是拉應(yīng)力。這個(gè)拉應(yīng)力區(qū)域引起了更高的平均應(yīng)力強(qiáng)度因子和此后更高的裂紋生長(zhǎng)速率。關(guān)于殘余應(yīng)力區(qū)域的詳細(xì)知識(shí)已經(jīng)被證明是預(yù)測(cè)焊接鋁合金片[7]中疲勞裂。紋生長(zhǎng)率最重要的重要性。殘余應(yīng)

6、力可以通過(guò)降低固化溫度和減少固化時(shí)間[8]降低。這種方法不得不伴隨憂慮使用，因?yàn)檫@種方法學(xué)可能導(dǎo)致降低粘合處結(jié)（此外，一個(gè)參數(shù)化有限元分析研究再次證實(shí)在SENT試樣中粘結(jié)性能對(duì)的殘余應(yīng)力有很小的影響）。表1機(jī)械性能材料E（GPa）?022()CTEC?0gTC（）Al710.3323.6660FM942.42[13]0.38[13]58[13]117[12]Ti1140.3428.61668在粘結(jié)之前，鋁合金SENT和鈦合金表面都要進(jìn)行

7、酸洗。BR127[14]底漆被應(yīng)用于鋁合金的表面防腐。用FM94連接組裝并且在120C下固化1小時(shí)。試樣在0.28MPa的高壓釜里進(jìn)行固化。2.2.中子衍射中子衍射被確定為無(wú)損技術(shù)以判定在金屬結(jié)構(gòu)中[15]的應(yīng)變。由Bragg[16]意識(shí)到晶面間距可以從衍射峰值的位置確定：（1d=sin??（））這里d是晶面間距，λ是中子散射的波長(zhǎng)以及θ是入射線與散射平面的夾角。材料里測(cè)量方向上的正應(yīng)變(ε)此后能夠從以下的表達(dá)式計(jì)算出，如果應(yīng)力分量(

8、)d?和無(wú)應(yīng)力態(tài)參考試樣()的晶面間距都可以被測(cè)量出。0d（2000dsin()=1sin()dd????????）測(cè)量值在SALSA衍射儀上得到，在勞厄朗之萬(wàn)研究所[17]，格勒諾布爾，法國(guó)。鋁是面心立方（FCC）晶體，因此使用（311）面的測(cè)量值，因?yàn)樗o出了一個(gè)高的多重性。（311）面的彈性回復(fù)也被證實(shí)與宏觀彈性回復(fù)[18]關(guān)聯(lián)良好。波長(zhǎng)被設(shè)定為1.7埃（0.17nm）以達(dá)致有衍射角（2θ）接近于90度的近似立方體量規(guī)體積。無(wú)應(yīng)力

9、態(tài)晶面間距參考值是在同一批次SENT試樣材料中3mm3mm3mm的立方體切片中測(cè)量的。在軋制金屬板材時(shí)由于質(zhì)地和誘發(fā)的各向異性的塑性因素，無(wú)應(yīng)力態(tài)試樣中晶面間距不得不在三個(gè)方向上（縱向的，橫向的和貫穿向）測(cè)量。為確保量規(guī)體積完全在試樣里面，一個(gè)1mm1mm0.9mm的量規(guī)測(cè)量體積被使用。在強(qiáng)化的SENT試樣中，中子衍射測(cè)量值在沿著從缺口尖部裂紋生長(zhǎng)方向的位置得到實(shí)現(xiàn)，裂紋生長(zhǎng)方向穿過(guò)了試樣的寬度并在三個(gè)位置以及三個(gè)方向上穿過(guò)厚度層(z=