5A06铝合金板材温成形本构及损伤研究
发布时间：2021-01-20 00:25
随着轻量化概念的提出,铝合金等轻质金属材料在汽车制造、航空航天以及交通运输等相关领域的占比越来越大。5A06铝合金因塑性变形能力较好,且不易被腐蚀,无低温脆性等优点常用于制造航空油箱、导管、以及船板、船外壳等零件。该合金室温下成形能力有限,很难被加工成复杂深腔件,且表面质量较差,因此多采用温热成形。高温能够有效提高材料塑性、降低变形抗力,但同时也会显著影响变形中的损伤演化过程,使得预测材料的断裂失效更加困难。GTN细观损伤模型将材料的损伤破裂过程看作内部微孔洞的萌生、长大和汇聚过程,将宏观变形和细观损伤演化过程相联系,在研究韧性材料的断裂失效问题时应用广泛。本文首先进行了5A06铝合金板材在20?C、150?C、200°C、250°C、300°C五个温度,0.001s-1、0.01 s-1、0.1 s-1三个应变速率的单轴拉伸试验,获得相应条件下的应力应变曲线,建立了修正的Misiolek统一本构方程。然后利用ABAQUS模拟软件建立了单轴拉伸的有限元模型,分析模拟结果得到了不同损伤参数对拉伸断裂的影响规律。准确预测材料...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
奥迪A8第二代ASF车身[2]
究了 5A06 铝合金的温成形特性，并据此建立了统一的热本构方程，为提供参数。轴温拉伸试验验材料及步骤验选择厚度为 3mm 的 5A06-O 铝合金板材，其化学成分见表 2.1，表中数。依据国标设计形状尺寸如图 2.1 所示，沿板材轧制方向线切割下料 2.2。表 2.1 5A06 铝合金板材成分Tab.2.1 The composition of 5A06 aluminum alloy sheet元素 Mg Si Cu Zn Mn Ti Be Fe wB/% 5.8~6.8 0.4 0.1 0.2 0.5~0.8 0.02~0.1 0.0001~0.005 0~0.4
图 2.2 拉伸试样实物图Fig.2.2 The tensile specimen器采用德国 Zwick/RoellZ020 电子万能材料试验机，如图 2.3集处理可通过功能强大的 TestXpert 软件来实现，能够实现对材验。本研究进行了 20°C、150 C、200°C、250°C、300°C 五个0.1s-1三个应变速率，共 15 组条件下的单轴拉伸试验。每个试证高温下试验的模具温度均匀，试验开始前将加热炉加热到目后夹持试样，随炉升温至目标温度后保温 5min，直至载荷相，采集到的位移-载荷数据通过 Origin 绘图软件进行处理。
【参考文献】：
期刊论文
[1]航空航天变形铝合金的进展（1）[J]. 王建国,王祝堂. 轻合金加工技术. 2013(08)
[2]TC4钛合金神经网络本构模型及在有限元模拟中应用[J]. 黄志斌,万敏,伍惠,王小康. 塑性工程学报. 2013(01)
[3]TC11 钛合金流变行为及其应变分段本构模型（英文）[J]. 崔军辉,杨合,孙志超,李宏伟,李智军,沈昌武. 稀有金属材料与工程. 2012(03)
[4]一种新型亚稳β钛合金的热变形本构模型[J]. 强洪夫,王哲君,王学仁,王广. 稀有金属. 2011(06)
[5]基于模糊神经网络的Ti40合金高温本构关系模型[J]. 韩远飞,曾卫东,赵永庆,舒滢,张学敏,周义刚. 中国有色金属学报. 2010(10)
[6]Aermet100钢等温压缩力学行为及正交多项式本构模型的建立[J]. 崔军辉,杨合,孙志超. 塑性工程学报. 2009(06)
[7]大型水轮机主轴锻造过程裂纹缺陷的预防[J]. 董岚枫,钟约先,马庆贤,袁朝龙,马力深. 清华大学学报(自然科学版). 2008(05)
[8]基于Ayada损伤模型的板料冲裁过程数值模拟[J]. 黄志超,占金青,陈伟. 机械设计与制造. 2007(10)
[9]热成形中金属本构关系建模方法综述[J]. 周计明,齐乐华,陈国定. 机械科学与技术. 2005(02)
博士论文
[1]5A06铝合金中厚板差温反拉深成形规律研究[D]. 张志超.哈尔滨工业大学 2016
[2]金属成形过程的细观损伤力学模型及韧性断裂准则研究[D]. 黄建科.上海交通大学 2009
[3]车用铝合金变形损伤和断裂机理研究与材料表征及有限元模拟[D]. 朱浩.兰州理工大学 2008
硕士论文
[1]铝合金中厚板热轧过程中“翘曲—应变”耦合预测与控制[D]. 杨扬.南昌航空大学 2018
[2]TA32钛合金高温变形及动态力学行为的研究[D]. 龚宗辉.南京航空航天大学 2018
[3]7003铝合金薄壁管抗撞性研究[D]. 赵为民.重庆大学 2017
[4]基于细观损伤的7075铝合金HFQ温热成形性能研究[D]. 王琪.吉林大学 2016
[5]2024铝合金板材热变形过程损伤破裂行为研究及建模分析[D]. 石晓梅.华中科技大学 2016
[6]铝合金板材激光弯曲的精度控制与有限元分析[D]. 苏智超.辽宁工业大学 2016
[7]典型汽车用板变形滞后回弹的试验研究及有限元分析[D]. 付泽.北京理工大学 2016
[8]韧性金属细观损伤参量的数值模拟研究[D]. 刘爱玲.东北石油大学 2015
[9]不同应力状态5A06铝合金板材断裂预测[D]. 王伟年.哈尔滨工业大学 2015
[10]GH4169合金热变形工艺优化及微观组织模拟[D]. 刘公雨.东北大学 2015
本文编号：2987983
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
奥迪A8第二代ASF车身[2]
究了 5A06 铝合金的温成形特性，并据此建立了统一的热本构方程，为提供参数。轴温拉伸试验验材料及步骤验选择厚度为 3mm 的 5A06-O 铝合金板材，其化学成分见表 2.1，表中数。依据国标设计形状尺寸如图 2.1 所示，沿板材轧制方向线切割下料 2.2。表 2.1 5A06 铝合金板材成分Tab.2.1 The composition of 5A06 aluminum alloy sheet元素 Mg Si Cu Zn Mn Ti Be Fe wB/% 5.8~6.8 0.4 0.1 0.2 0.5~0.8 0.02~0.1 0.0001~0.005 0~0.4
图 2.2 拉伸试样实物图Fig.2.2 The tensile specimen器采用德国 Zwick/RoellZ020 电子万能材料试验机，如图 2.3集处理可通过功能强大的 TestXpert 软件来实现，能够实现对材验。本研究进行了 20°C、150 C、200°C、250°C、300°C 五个0.1s-1三个应变速率，共 15 组条件下的单轴拉伸试验。每个试证高温下试验的模具温度均匀，试验开始前将加热炉加热到目后夹持试样，随炉升温至目标温度后保温 5min，直至载荷相，采集到的位移-载荷数据通过 Origin 绘图软件进行处理。
【参考文献】：
期刊论文
[1]航空航天变形铝合金的进展（1）[J]. 王建国,王祝堂. 轻合金加工技术. 2013(08)
[2]TC4钛合金神经网络本构模型及在有限元模拟中应用[J]. 黄志斌,万敏,伍惠,王小康. 塑性工程学报. 2013(01)
[3]TC11 钛合金流变行为及其应变分段本构模型（英文）[J]. 崔军辉,杨合,孙志超,李宏伟,李智军,沈昌武. 稀有金属材料与工程. 2012(03)
[4]一种新型亚稳β钛合金的热变形本构模型[J]. 强洪夫,王哲君,王学仁,王广. 稀有金属. 2011(06)
[5]基于模糊神经网络的Ti40合金高温本构关系模型[J]. 韩远飞,曾卫东,赵永庆,舒滢,张学敏,周义刚. 中国有色金属学报. 2010(10)
[6]Aermet100钢等温压缩力学行为及正交多项式本构模型的建立[J]. 崔军辉,杨合,孙志超. 塑性工程学报. 2009(06)
[7]大型水轮机主轴锻造过程裂纹缺陷的预防[J]. 董岚枫,钟约先,马庆贤,袁朝龙,马力深. 清华大学学报(自然科学版). 2008(05)
[8]基于Ayada损伤模型的板料冲裁过程数值模拟[J]. 黄志超,占金青,陈伟. 机械设计与制造. 2007(10)
[9]热成形中金属本构关系建模方法综述[J]. 周计明,齐乐华,陈国定. 机械科学与技术. 2005(02)
博士论文
[1]5A06铝合金中厚板差温反拉深成形规律研究[D]. 张志超.哈尔滨工业大学 2016
[2]金属成形过程的细观损伤力学模型及韧性断裂准则研究[D]. 黄建科.上海交通大学 2009
[3]车用铝合金变形损伤和断裂机理研究与材料表征及有限元模拟[D]. 朱浩.兰州理工大学 2008
硕士论文
[1]铝合金中厚板热轧过程中“翘曲—应变”耦合预测与控制[D]. 杨扬.南昌航空大学 2018
[2]TA32钛合金高温变形及动态力学行为的研究[D]. 龚宗辉.南京航空航天大学 2018
[3]7003铝合金薄壁管抗撞性研究[D]. 赵为民.重庆大学 2017
[4]基于细观损伤的7075铝合金HFQ温热成形性能研究[D]. 王琪.吉林大学 2016
[5]2024铝合金板材热变形过程损伤破裂行为研究及建模分析[D]. 石晓梅.华中科技大学 2016
[6]铝合金板材激光弯曲的精度控制与有限元分析[D]. 苏智超.辽宁工业大学 2016
[7]典型汽车用板变形滞后回弹的试验研究及有限元分析[D]. 付泽.北京理工大学 2016
[8]韧性金属细观损伤参量的数值模拟研究[D]. 刘爱玲.东北石油大学 2015
[9]不同应力状态5A06铝合金板材断裂预测[D]. 王伟年.哈尔滨工业大学 2015
[10]GH4169合金热变形工艺优化及微观组织模拟[D]. 刘公雨.东北大学 2015
本文编号：2987983
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