7075铸态铝合金筒形件多道次强力热反旋损伤开裂研究

发布时间：2017-11-15 03:10

  本文关键词：7075铸态铝合金筒形件多道次强力热反旋损伤开裂研究

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【摘要】：7075铸态铝合金薄壁筒形件多道次强力热反旋成形过程是一个多参数耦合作用下的高温复杂变形过程。铸态7075铝合金的的塑性差与旋压变形的不均匀性使得其在成形过程中容易产生开裂缺陷,严重影响着工件的生产效率及其成形质量。因此,本文通过对Lemaitre损伤模型改进,建立考虑拉压异性、温度以及应变率影响的损伤判断准则,采用有限元仿真与实验相结合的方法,对7075铸态铝合金薄壁筒形件多道次强力热反旋开裂行为进行系统的分析。主要研究内容和结果如下:基于7075铸态铝合金等温恒变速率压缩试验,分析了7075铸态铝合金热变形过程中变形温度与应变速率对金属材料流变应力的影响,建立加入软化因子的流变应力本构方程,为筒形件多道次强力热反旋成形损伤破裂准则的建立提供可靠的基础。基于材料的拉压异性、温度和应变率对材料性能的影响,改进了Lemaitre韧性损伤准则,建立了新的Lemaitre损伤模型;基于改进后的Lemaitre损伤模型开发了相应的用户子程序,建立了符合实际情况的7075铸态铝合金筒形件多道次强力热反旋成形的三维热力耦合有限元模型,并验证其可靠性。基于验证的有限元模型,系统地分析了7075铸态铝合金薄壁筒形件多道次强力热反旋成形过程中的损伤的产生、发展和演化特征。发现:筒形件轴向、周向、径向上损伤分布不均匀;外层损伤值大于内侧损伤值,随着旋压道次逐次增加,内外层损伤差相别逐渐减小。适当的升高芯模预热温度可以减小筒形件的损伤程度,但过高的预热温度导致损伤值加剧;在第一、二、三道次中适当增大旋轮进给速度可以减小筒形件损伤值,在第四道次中工件损伤值随进给速度的增大而增大;在第一、二、三道次中适当的增大摩擦系数可以减小筒形件的损伤值,在第四道次中损伤程度会随着摩擦系数的增大而增大;适当的增大旋轮下压量能减小筒形件的损伤值,但过大的下压量可以导致损伤值加剧;因此铸造铝合金筒形件多道次旋压过程中选取适当的工艺参数可以减小工件的损伤程度。
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V261

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本文编号：1188105