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铝板知识

被累坏了的花纹铝板在加工
点击次数:254          更新时间:2019-11-22     发布人:admin

虽然零件所承受的交变应力数值小于材料的屈服强度,但在长时间运转后因累机损伤而引起断裂的现象称为疲劳断裂,据统计,机械零件断裂中有80%是由于疲劳引起的,内芯与金属板组成复合板材时 , 泡沫铝提供板材 整体的变形能吸收能力 , 而金属面板提供整体的刚度。研 究发现在静弯曲载荷下 , 复合板有三种基本的失效方式 ,


实验证明,金属材料所受最大交变应力越大,则断裂前所受的循环周才(定义我疲劳寿命)越少。这种交变应力与疲劳寿命的关系曲线称为疲劳曲线,一般缸体材料的疲劳强度为10词非铁合金我10的8次方,工程上规规定,彩龙经手相当循环周才不发生断裂的最大应力称为疲劳极限,对于疲劳试验,我国有国家标准{金属材料扭应力疲劳试验方法}别是板材表面凹陷 , 内芯切断和面板屈服或断裂 [6 2 9] 。复合 花纹铝板板材的变形能吸收效应与内芯的整体压缩和表面凹陷处的 局部压缩有关 [9] 。然而 , 复合板作为面板材料在飞器 , 汽 车和仪表等领域使用时 , 疲劳破坏是它们的主要失效方式 , 但目前对其疲劳行为研究还很少。本文用铝合金作面板与 泡沫铝内芯一起加工成三层复合板 ( 一层泡沫铝内芯 + 两 层铝合金面板 ) , 头的格子表现出局部凹陷 , 垂直位移矢量最大的地方对应 于凹陷尖端。图 2(b) 、 2(c) 和 2(d) 分别是垂直位移、垂直压 缩应变ε yy 和剪切应变τ 为了解弯曲条件下内芯的受力状态 , 本文按图 2 计算了在 静弯曲条件下各复合板内芯的最大切应力σ CS [11] 和最大凹 陷应力σ ID [6 ,7] , 并列于表 1 。内芯切断方式破坏的试样 , 其 所受的最大切应力σ CS 大于泡沫铝的剪切强度σ (0. 8 MPa) 。这就是说复合板中的泡沫铝内芯可以承受高于其剪 切强度的应力。σ CS 和σ CF 的比值可以定义为泡沫铝内芯的 剪切强度约束系数 Rs 。

 

 Rs 越高 , 约束程度越高 , 内芯越难以 发生剪断。对于内芯厚度一定的复合板 , 金属面板厚度越  , 板的刚度越大 ,Rs 也就越高。若金属面板厚度一定时 , 通过这种处理,可以改善零件的耐磨性以及耐疲劳性,而由于零件的心部仍然具有良好的韧性和强度,此对冲击载荷有良好的抵抗作用内芯厚度越小 ,Rs 越高。凹陷 (ID) 方式破坏的 S 20 2 AL0.5 , 其 Rs 接近于 1 , 内芯的剪切变形不受到金属面板的约束。但由于 钢的渗碳就是含碳量较低的钢制零件在渗碳介质中加热或者保温,使碳原子渗入表面,获得一定的表面含碳量,在淬火之后,含碳量高的表层硬度很高,而含碳量低的心部硬度低仍具有良好的韧性。目的是使零件获得高的表面硬度、耐磨性以及高的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度。主要用于承受磨损、交变接触应力或者弯曲应力和冲击载荷的零件,如轴、齿轮、凸轮轴等,这些零件要求表面有很高的硬度而心部要有足够的强度和韧性铝的阳极氧化是以铝或铝合金作阳极,以铅板作阴极在电解液中电解,使其表面生成氧化膜层。经过阳极氧化,花纹铝板铝表面能生成厚度为几个至几百微米的氧化膜。这层氧化膜的表面是多孔蜂窝状的,比起铝合金的天然氧化膜,其耐蚀性、耐磨性和装饰性都有明显的改善和提高。疲劳断口的主要特点就是疲劳断口的三要素:1.疲劳源。有点源、线源等分别,多远合并往往形成台阶。2.疲劳扩展区。这是疲劳断口的主体部分。不同的起源、受力情况,会形成不同的形貌,据此能够推断零件的受力过程。就像一个记录仪,完整的记录零件的断裂过程,这是我们分析的重要部分。疲劳扩展区往往较光滑,并有疲劳弧线存在。3.瞬断区。这是零件最后断裂的部位。其断裂形貌与一次性断裂相同。其面积对应着着最后断裂时的断裂强度采用不同的电解液和工艺条件,就能得到不同性质的阳极氧化膜。表面淬火是指将工件表面一定深度范围内迅速加热到淬火温度,然后迅速冷却,在一定深度范围内达到淬火目的的热处理工艺。目的是在工件表面一定深度范围内获得马氏体组织,而心部仍保持淬火前的组织状态(调质或者正火状态),从而使表面硬而耐磨,而心部又有足够的塑性和韧性。主要用于中碳调质钢和球墨铸铁制的机器零件。发生了局部凹陷 , 该试样存在压缩型约束。把最大凹陷应力 σ ID 与泡沫铝内芯的压缩强度 (1. 2 MPa) 之比定义为压缩强度 约束系数 Rc ,S 20 2 AL0.5 的 Rc 为 3.2 。总结表 1 可知 ,Rs 和 Rc 与 复合板几何结构 , 特别是金属面板和内芯厚度密切相关。采用液相共沉淀法制备出反尖晶石结构的纳米 Fe 3 O 4 磁性颗粒 , 晶粒平均粒径为17. 9 nm 。选择白蛋白包覆纳米 Fe 3 O 4 具有很好的生物相容性 , 其平均粒径在 341nm 左右 , 适合作为靶向药物的磁性载体。疲劳强度是指材料在无限多次交变载荷作用下会产生破坏的最大应力,称为疲劳强度或疲劳极限。实际上,金属材料并不可能作无限多次交变载荷试验。一般试验时规定,钢在经受10ˇ7次、非铁(有色)金属材料经受10ˇ8次交变载荷作用时不产生断裂时的最大应力称为疲劳强度。当施加的交变应力是对称循环应力时,所得的疲劳强度用σ–1表示同时 , 在交变磁场作用下 , e 3 O 4 可接受电磁波能量转化为热能 , 因此 ,Fe 3 O 4 不但被用 作化疗药物载体制得磁性微球进行靶向治疗 , 还被用于磁在疲劳极限下 , 内芯受到的局部压缩应力或剪切应力 均高于泡沫铝的压缩 (0. 72 MPa) 或剪切疲劳强度 (0. 29 MPa) , 这也是金属面板对内芯的约束造成的。按表 1 中各 复合所能承受的最大载荷可算出 S 20 2 AL0.5 内芯的凹陷疲劳 强度为 1.92 MPa ,S 20 2 AL1.5 ,S 5 2 AL1.5 和 S 5 2 AL0.5 内芯的剪切疲劳强 度分别为 0.67 MPa ,0.42 MPa 和 0.45 MPa 。

 

 

表 1 的强度约束 系数也可以用来描述复合板内芯的疲劳极限 , 而且内芯和xy 的等高线分布图。这些力学参量一 致性的分布证明了凹陷变形的发生。 在常规疲劳强度设计中,有无限寿命设计(将工作应力限制在疲劳极限以下,即假设零件无初始裂纹,也不发生疲劳破坏,寿命是无限的)和有限寿命设计(采用超过疲劳极限的工作应力,以适应一些更新周期短或一次消耗性的产品达到零件重量轻的目的,花纹铝板也适用于宁愿以定期更换零件的办法让某些零件设计得寿命较短而重量较轻)。损伤容限设计是在材料实际上存在初始裂纹的条件下,以断裂力学为理论基础,以断裂韧性试验和无损检验技术为手段,估算有初始裂纹零件的剩余寿命,并规定剩余寿命应大于两个检修周期,以保证在发生疲劳破坏之前,至少有两次发现裂纹扩展到危险程度的机会。疲劳强度可靠性设计是在规定的寿命内和规定的使用条件下,保证疲劳破坏不发生的概率在给定值(可靠度)以上的设计,使零部件的重量减轻到恰到好处循环次数 N f = 9 × 10 3 时 , 凹陷深度约为 4 mm , 而 N f = 1.65 × 10 4 时 , 局部压缩的发展已停止 , 分别见图 ) 。当 N f = 1.7 × 10 4 时裂纹在内芯区域里研究循环弯曲条下三层复合板的断裂损 伤过程 , 并对其疲劳强度特征进行探讨。厚度分别为 5 mm 和 20 mm 的泡沫铝内芯和厚度为 0. 5 m 和 1. 5 mm 的铝合金面板组成四种复合板 , 分别用  5 2 AL0.5 ,S 20 2L0.5 ,S  2 AL1.5 和 S 20 2 AL1.5 表示。 S 后第一个下标为内 的厚度 ,AL 表示铝合金 , 其后的数字代表面板的厚度。内 和面板的长度和宽度分别是 130 mm 和 25 mm 。内芯由线 割加工而成 , 每个面都用 400 C 砂纸磨平并用超声波清 洗。内芯和合金面板用环氧树脂 (CHEMI H 2 93 和 CHEMI R 2 11 的混合物 ) 粘接在一起。最后把粘接好的复合板在 175 ℃ 下固化 1 个小时 , 加工完成


 

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