内层含槽Al/Al叠层材料轧制工艺及性能研究

发布时间：2021-03-12 18:40

　　内层含槽Al/Al叠层材料,是基于三明治泡沫金属夹芯板材的结构设计的一种具有空间结构的叠层材料,即拥有三明治泡沫金属夹芯板材的阻尼、轻量、隔音等性能,又具有优良的界面结合强度和材料力学性能,还具有冷却、布线等内层槽孔独有的功能,具有广阔的应用前景。本文采用有限元模拟法研究了 Al/Al叠层材料的内层槽孔及结合界面的变形行为。并通过正交实验研究了轧制压下量、轧制温度、铜管厚度、铜管外径/铝板厚度和内部填充物粒径对槽孔尺寸的影响,并对工艺参数进行优化。另外,还探讨了内层含槽Al/Al叠层材料的结合强度和拉伸性能的冷热轧对比及其影响因素。研究表明:Al/Al叠层材料内层的槽孔有效高度随轧制压下量的减小,轧制温度的升高,铜管壁厚的减薄和铜管外径/铝板厚度的比值的提高而增加。由于槽孔的存在,内层含槽Al/Al叠层材料在轧制过程中会存在三个不同的变形区域:中间变形区、槽孔变形区、边缘变形区。槽孔在变形过程中,内侧要先外侧,且其变形的程度更剧烈。内层含槽叠层板材的复合界面应变小于不含槽叠层板材,且其应变分布更不均匀。另外,热轧复合的Al/Al界面应变要远高于冷轧复合的Al/Al界面,且热轧应变分布的... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 三明治泡沫金属夹芯板
        1.1.1 三明治泡沫金属夹芯板的性能特点及其应用前景
        1.1.2 三明治泡沫金属夹芯板的制备方法
    1.2 金属叠层复合材料
        1.2.1 金属叠层复合材料的性能特点及其应用前景
        1.2.2 金属叠层复合材料的制备工艺及其研究现状
        1.2.3 Al/Al和Al/Cu叠层复合材料
    1.3 有限元模拟在金属叠层复合材料中的应用
    1.4 本课题的研究目的、意义及主要内容
2 实验材料与方法
    2.1 实验方案
        2.1.1 冷轧实验方案
        2.1.2 热轧实验方案
        2.1.3 有限元模拟方案
    2.2 实验材料
    2.3 内层含槽Al/Al叠层材料的轧制工艺流程
        2.3.1 表面预处理
        2.3.2 组料方式
        2.3.3 轧制复合
        2.3.4 轧后退火
        2.3.5 槽孔填充物的去除
    2.4 力学性能测试
        2.4.1 剪切强度试验
        2.4.2 抗拉强度试验
    2.5 显微组织分析与测量
        2.5.1 金相显微分析
        2.5.2 剪切断口和结合界面显微观察
        2.5.3 EBSD微观组织与织构显微分析
        2.5.4 槽孔有效高度测量
3 Al/Al叠层材料内层槽孔的变形行为
    3.1 Al/Al叠层材料内部槽孔尺寸影响因素分析
        3.1.1 轧制工艺参数对Al/Al叠层复合板材内层槽孔尺寸的影响
        3.1.2 Al/Al叠层材料内层槽孔尺寸的其他影响因素及规律
    3.2 Al/Al叠层材料内层槽孔的变形规律
    3.3 本章小结
4 内层含槽Al/Al叠层材料的结合界面变形行为
    4.1 有限元模型前处理的设置
        4.1.1 内层不含槽Al/Al叠层板材轧制复合过程的前处理设置
        4.1.2 内层含槽Al/Al叠层板材轧制复合过程的前处理设置
    4.2 内层槽孔对Al/Al叠层材料界面变形行为的影响
        4.2.1 内层含槽孔板材与不含槽板材界面总应变的差异分析
        4.2.2 内层含槽孔板材与不含槽板材界面应变的差异分析
    4.3 轧制温度对内层含槽Al/Al叠层材料界面变形行为的影响
        4.3.1 内层含槽孔板材冷、热轧界面总应变的差异分析
        4.3.2 内层含槽孔板材冷、热轧界面应变差异分析
    4.4 内层含槽Al/Al叠层材料的临界压下量
        4.4.1 含槽与不含槽Al/Al叠层板材的临界压下量对比
        4.4.2 热轧与冷轧Al/Al叠层板材的临界压下量对比
    4.5 本章小结
5 内层含槽Al/Al叠层材料的结合强度和拉伸性能
    5.1 内层含槽Al/Al叠层材料的界面结合强度
        5.1.1 冷轧工艺参数对Al/Al叠层材料结合强度的影响
        5.1.2 热轧工艺参数对Al/Al叠层材料结合强度的影响
        5.1.3 内层含槽Al/Al叠层材料冷热轧界面结合强度的对比
    5.2 内层含槽Al/Al叠层材料的拉伸性能
        5.2.1 冷轧法制备的Al/Al叠层材料的拉伸性能
        5.2.2 热轧法的制备Al/Al叠层材料的拉伸性能
        5.2.3 内层含槽Al/Al叠层材料冷热轧拉伸性能的比较分析
    5.3 本章小结
结论
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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[5]不锈钢复合板热轧复合仿真及参数分析[D]. 黄亮.燕山大学 2004
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[7]包Al复合钢板制备工艺研究[D]. 闫志彬.华北电力大学（北京） 2004



本文编号：3078787