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喷丸强化搅拌摩擦焊接头疲劳性能研究的任务书
任务书
课题名称：喷丸强化搅拌摩擦焊接头疲劳性能研究
任务要求：
1.概述喷丸强化搅拌摩擦焊的原理、特点及其在减轻材料疲劳失效方面的作用；
2.设计实验方案，确定实验工艺参数和测试方法；
3.制备不同喷丸强化程度的搅拌摩擦焊件，对其进行疲劳试验，获得疲劳性能数据；
4.分析试验数据，研究不同喷丸强化程度对疲劳性能的影响及其机理；
5.编写实验报告，撰写论文，并进行相关的数据分析和图表处理。
任务详解：
一、研究背景与意义
随着材料加工和使用要求的日益提高，材料加工技术也在不断进步。喷丸强化搅拌摩擦焊技术是一种新兴的材料加工和连接方法，其主要特点是通过喷丸加工，将焊缝表面的颗粒化组织转化为奥氏体铁素体双相组织，从而提高了焊缝及其周围区域的硬度和强度。
在一些要求极高的材料加工和制造领域，如飞机、航天、能源、交通和机械等行业，疲劳失效是较难避免的问题。而喷丸强化搅拌摩擦焊技术正是可以通过改善板材表面组织和结构，对材料的疲劳性能进行有效提升，从而控制疲劳失效的发生。因此，深入研究喷丸强化搅拌摩擦焊接头的疲劳性能及其机理，对于提高材料的使用寿命和可靠性，具有重要的理论和应用价值。
二、实验设计及方法
1.实验材料选择
本次实验选用高强铝合金材料6061-T6作为研究对象，该材料通常应用于航天、军事和民用工程等领域，具有良好的韧性和耐疲劳性能。
2.实验设备
（1）搅拌摩擦焊机：采用低转速、高功率的搅拌头，保证焊缝表面形成流线型结构。
（2）疲劳试验机：采用A&D公司的材料疲劳试验机，实现疲劳循环载荷的施加，测试不同喷丸强化程度焊接头的疲劳寿命。
（3）喷丸设备：选择通用工业喷丸机，通过选用不同的喷丸材料和处理参数，实现不同强化程度的焊接头。
3.实验方案设计
（1）样品制备
样品尺寸选择要符合ASTM标准，制备焊接头样品，采用搅拌摩擦焊接工艺同时加入适量铜粉和硅微粉。对应的喷丸条件和参数见表1。
（2）疲劳试验
通过材料疲劳试验机对制备的焊接头进行逆向反复弯曲加载，测试不同喷丸强化程度下焊接头的疲劳寿命和性能。实验采取确定达到认为有效的断裂次数的方法来评估材料的疲劳性能，例如对于疲劳过程的后期曲线，产生直线补偿，使直线与x轴相对应的测试次数相交，记录下此时材料的疲劳失效次数。
4.实验数据分析
分析不同喷丸强化程度下焊接头的疲劳性能测试结果，比较不同样品之间的差异，并确定其影响因素和机理。
三、预期成果
1.完整的实验数据：基于疲劳试验获得的各项性能指标，呈现实验结果并进行数据分析处理。
2.实验报告：根据实验数据和分析结果，撰写实验技术报告和实验室设计方案。
3.论文发表：将实验结果转化为论文发表，为相应领域的研究提供新的思路，推进相关领域的研究进展。
四、进度安排
1.第一阶段（4周）：调研并撰写技术方案，确定实验参数和方法。
2.第二阶段（8周）：样品制备和实验测试，记录数据和疲劳试验结果。
3.第三阶段（6周）：数据分析处理，撰写实验报告和论文。
4.第四阶段（2周）：整理实验成果，评估实验效益，交流和分享实验心得和经验。
五、经费预算
1.材料费用：15000元。
2.实验设备使用费用：2000元。
3.其他费用：1000元。
总开支：18000元。
六、任务完成标准
1.实验数据准确可靠，实验过程规范恰当，遵守实验管理规范和安全条例。
2.技术方案详细，实验数据和处理方法清晰、具体，实验报告和论文结论可信度高。
3.按要求和规定提交任务书和报告，考核分数在优良及以上。