SiCp/Al复合材料热压缩变形行为和轧制行为研究

发布时间：2021-05-15 23:10

　　SiCp/Al复合材料主要应用于军工、汽车、航空航天等领域中关键的结构构件,故常需要对SiCp/Al复合材料毛坯进行二次热轧塑性加工来获得更加优异的综合力学性能。由于SiC颗粒的不规则形貌,颗粒的聚集以及孔洞等因素的影响,该复合材料的热变形行为和轧制行为及相关规律很难全面地由实验方法获得,且边缘断裂特性极大地限制了SiCp/Al复合材料轧制规程的制定和实际应用。首先,本文通过热压缩实验、本构方程的多元线性归化及其参数的验证,研究了SiCp/Al复合材料的热压缩变形行为。得到了该复合材料的流动应力应变曲线,分析了不同阶段应变硬化、温度软化、应变率硬化对流动应力影响的相互关系和规律。验证了Johnson-Cook数理模型不适合来预测复合材料的流变行为,而Arrhenius数理模型很好地预测了温度、应变和应变率耦合作用下的流动应力。其次,就耦合分析中各力学边界条件和热学边界条件的定义和赋值以及显式分析稳定限制的控制进行了详细分析,并结合Gurson损伤模型合理完整地建立了SiCp/2009Al复合材料轧制热力耦合有限元模型。通过ABAQUS软件对轧制成型过程、边缘断裂过程、温度场、变形场及应... 

【文章来源】：沈阳理工大学辽宁省

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
        1.1.1 SiCp/Al复合材料的发展及现状
        1.1.2 SiCp/Al复合材料的制备工艺研究现状
        1.1.3 SiCp/Al复合材料的力学性能研究现状
        1.1.4 SiCp/Al复合材料二次加工研究的不足
    1.2 国内外研究现状分析
        1.2.1 SiCp/Al复合材料热压缩变形行为研究现状
        1.2.2 SiCp/Al复合材料轧制研究现状
    1.3 课题主要研究内容
第2章 SiCp/2009Al复合材料本构方程及热压缩损伤参数的确定
    2.1 SiCp/2009Al热变形本构关系实验研究
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验方法
        2.1.3 实验结果
        2.1.4 结果讨论
    2.2 本构方程的建立
        2.2.1 热变形本构方程基本理论
        2.2.2 SiCp/2009Al复合材料本构方程的数理统计模型
    2.3 损伤参数的确定
        2.3.1 损伤模型的基本理论
        2.3.2 损伤模型的参数识别
    2.4 本章小结
第3章 SiCp/2009Al复合材料轧制热力耦合有限元模型的建立
    3.1 热轧数值模拟的基本理论
        3.1.1 轧制相关ABAQUS弹塑性基础理论
        3.1.2 热轧有限元技术
    3.2 有限元模型的建立
        3.2.1 咬入条件的建立
        3.2.2 物理模型的建立
        3.2.3 边界条件
        3.2.4 稳定极限值的控制
    3.3 结论
第4章 SiCp/2009Al复合材料轧制特性的有限元分析及实验验证
    4.1 二维SiCp/2009Al复合材料板料热轧仿真结果分析
        4.1.1 轧制成型过程及机理研究
        4.1.2 轧制温度场分布
        4.1.3 轧制应变和应变率分布
        4.1.4 轧制应力场分布
        4.1.5 轧制应力应变曲线预测
    4.2 三维SiCp/2009Al复合材料板料热轧仿真结果分析
        4.2.1 应力场分布
        4.2.2 位移场分布
        4.2.3 边缘断裂的形成过程
    4.3 不同工艺参数对SiCp/2009Al板材轧制的影响
        4.3.1 工艺参数的确定
        4.3.2 工艺参数对温度的影响
        4.3.3 工艺参数对变形场的影响
        4.3.4 工艺参数对接触面应力场的影响
        4.3.5 工艺参数对轧制力的影响
    4.4 压下量对边缘断裂的影响
    4.5 实验验证
        4.5.1 实验设备及方案
        4.5.2 实验结果
    4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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[4]3104铝合金热轧组织演变的数值模拟研究[D]. 蒙春标.湖南大学 2009
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本文编号：3188504