AA5052铝合金高速下本构及断裂模型研究
发布时间：2021-04-25 05:33
在汽车行业中,车辆燃油经济性的提高一直是该行业的重要挑战,而汽车轻量化是解决这个问题的主要手段之一。在汽车轻量化领域中,一种重要的实现方式是将轻量化材料如铝合金应用于汽车车身。铝合金的比强度高,是实现轻量化的理想材料,但是其塑性低,在传统成形过程中容易出现起皱、断裂、局部颈缩等缺陷。近年来,高能率、高速率成形引起了人们的广泛关注,主要包括了电磁、电液及爆炸成形。研究显示,在高速下,材料表现出较准静态下更高的延伸率和成形性。然而,目前铝合金在高速下的动态本构关系和断裂失效准则研究较少,不利于铝合金在高速率成形过程中的推广和应用。因此,快速、低成本、准确的获取高速下铝合金板料破裂规律,对于指导工件选材、结构设计和优化有重要意义。本文的主要研究内容如下:AA5052铝合金试验研究:利用数字图像相关法（DIC技术）,开展了不同应变速率下AA5052铝合金标准件和缺口件的单向拉伸研究,获得了应力三轴度范围为0.330.58下的断裂失效应变,得到了AA5052铝合金的动态力学性能和断裂性能相关参数,丰富了AA5052铝合金的材料性能数据库;AA5052铝合金动态本构研究:通过...
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 铝合金动态力学性能研究进展
1.3 铝合金韧性断裂失效行为研究进展
1.4 电磁成形工艺研究进展
1.5 本文主要研究内容
第2章 AA5052 高速率本构模型研究
2.1 引言
2.2 试验材料及方法
2.2.1 试验材料
2.2.2 数字图像相关法（DIC）
2.3 AA5052 不同应变速率下力学性能试验研究
2.3.1 试验设备及方案
2.3.2 试验数据处理
2.4 AA5052 本构模型构建
2.4.1 准静态下应变硬化效应的确定
2.4.2 应变率效应的确定
2.4.3 不同应变率下试样的延伸率
2.4.4 J-C本构关系应变率项拟合
2.5 标准试样拉伸试验有限元分析
2.5.1 有限元分析模型
2.5.2 仿真结果与试验的对比
2.6 本章小结
第3章 铝合金AA5052 断裂失效准则研究
3.1 引言
3.2 考虑应力三轴度与洛德角参数作用的经验断裂模型
3.2.1 主应力空间
3.2.2 GISSMO损伤模型
3.2.3 修正Lou断裂曲面模型
3.3 不同应力三轴度和洛德角参数下的拉伸试验
3.3.1 标准试样拉伸试验
3.3.2 缺口试样拉伸试验
3.4 应力三轴度与应变率对AA5052 铝合金断裂失效应变的影响
3.5 修正Lou断裂模型参数拟合
3.6 断裂试验有限元分析
3.7 本章小结
第4章 电磁翻边工艺验证
4.1 引言
4.2 电磁翻边试验准备
4.2.1 试样设计
4.2.2 试验设备
4.3 试验过程及结果
4.4 电磁翻边有限元仿真
4.4.1 电磁翻边数值模型
4.4.2 仿真结果
4.5 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所获得的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于各向异性GTN模型的铝合金损伤参数确定[J]. 肖晋,胡玉梅,金晓清,陈敏治,周迎娥,邵金华. 机械强度. 2018(05)
[2]浅谈汽车的轻量化发展[J]. 吴培. 科技风. 2018(25)
[3]铝合金车身板材在汽车轻量化中的应用[J]. 王鸿波,何昌协. 世界有色金属. 2018(07)
[4]基于图像相关的Q195真实应力应变曲线研究[J]. 王乐平. 清远职业技术学院学报. 2018(01)
[5]数字图像相关法在材料拉伸试验中的应用[J]. 石亮,李慧娟,张鹭,王俊涛. 激光杂志. 2017(07)
[6]汽车轻量化发展路径[J]. 海川. 新经济导刊. 2015(10)
[7]工程塑料在汽车零部件轻量化领域的应用潜力[J]. 朱正德. 现代零部件. 2014(06)
[8]基于应变路径和分布效应的应力三轴度确定方法[J]. 贾东,黄西成,莫军. 科学技术与工程. 2013(10)
[9]基于数字图像灰度相关性的类岩石材料损伤分形特征研究[J]. 邹飞,李海波,周青春,朱小明,莫振泽,何恩光,赵羽. 岩土力学. 2012(03)
[10]应力三轴度的有限元计算修正[J]. 谢凡,张涛,陈继恩,刘土光. 爆炸与冲击. 2012(01)
硕士论文
[1]汽车用铝合金板材变形机理与冲压成形条件及裂纹扩展研究[D]. 梁宾.重庆大学 2017
[2]基于损伤的7075-T6铝合金HFQ工艺成形性实验研究[D]. 吴义.大连理工大学 2017
[3]预变形铝合金板材高应变率塑性变形行为研究[D]. 周文华.南昌航空大学 2014
[4]Al-Mg系铝合金低功率Nd:YAG脉冲激光焊接性实验研究[D]. 高波.重庆交通大学 2014
[5]数字图像相关（DIC）测量方法在材料变形研究中的应用[D]. 白晓虹.东北大学 2011
[6]车用铝合金的变形及断裂行为研究[D]. 吕丹.兰州理工大学 2009
本文编号：3158801
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 铝合金动态力学性能研究进展
1.3 铝合金韧性断裂失效行为研究进展
1.4 电磁成形工艺研究进展
1.5 本文主要研究内容
第2章 AA5052 高速率本构模型研究
2.1 引言
2.2 试验材料及方法
2.2.1 试验材料
2.2.2 数字图像相关法（DIC）
2.3 AA5052 不同应变速率下力学性能试验研究
2.3.1 试验设备及方案
2.3.2 试验数据处理
2.4 AA5052 本构模型构建
2.4.1 准静态下应变硬化效应的确定
2.4.2 应变率效应的确定
2.4.3 不同应变率下试样的延伸率
2.4.4 J-C本构关系应变率项拟合
2.5 标准试样拉伸试验有限元分析
2.5.1 有限元分析模型
2.5.2 仿真结果与试验的对比
2.6 本章小结
第3章 铝合金AA5052 断裂失效准则研究
3.1 引言
3.2 考虑应力三轴度与洛德角参数作用的经验断裂模型
3.2.1 主应力空间
3.2.2 GISSMO损伤模型
3.2.3 修正Lou断裂曲面模型
3.3 不同应力三轴度和洛德角参数下的拉伸试验
3.3.1 标准试样拉伸试验
3.3.2 缺口试样拉伸试验
3.4 应力三轴度与应变率对AA5052 铝合金断裂失效应变的影响
3.5 修正Lou断裂模型参数拟合
3.6 断裂试验有限元分析
3.7 本章小结
第4章 电磁翻边工艺验证
4.1 引言
4.2 电磁翻边试验准备
4.2.1 试样设计
4.2.2 试验设备
4.3 试验过程及结果
4.4 电磁翻边有限元仿真
4.4.1 电磁翻边数值模型
4.4.2 仿真结果
4.5 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所获得的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于各向异性GTN模型的铝合金损伤参数确定[J]. 肖晋,胡玉梅,金晓清,陈敏治,周迎娥,邵金华. 机械强度. 2018(05)
[2]浅谈汽车的轻量化发展[J]. 吴培. 科技风. 2018(25)
[3]铝合金车身板材在汽车轻量化中的应用[J]. 王鸿波,何昌协. 世界有色金属. 2018(07)
[4]基于图像相关的Q195真实应力应变曲线研究[J]. 王乐平. 清远职业技术学院学报. 2018(01)
[5]数字图像相关法在材料拉伸试验中的应用[J]. 石亮,李慧娟,张鹭,王俊涛. 激光杂志. 2017(07)
[6]汽车轻量化发展路径[J]. 海川. 新经济导刊. 2015(10)
[7]工程塑料在汽车零部件轻量化领域的应用潜力[J]. 朱正德. 现代零部件. 2014(06)
[8]基于应变路径和分布效应的应力三轴度确定方法[J]. 贾东,黄西成,莫军. 科学技术与工程. 2013(10)
[9]基于数字图像灰度相关性的类岩石材料损伤分形特征研究[J]. 邹飞,李海波,周青春,朱小明,莫振泽,何恩光,赵羽. 岩土力学. 2012(03)
[10]应力三轴度的有限元计算修正[J]. 谢凡,张涛,陈继恩,刘土光. 爆炸与冲击. 2012(01)
硕士论文
[1]汽车用铝合金板材变形机理与冲压成形条件及裂纹扩展研究[D]. 梁宾.重庆大学 2017
[2]基于损伤的7075-T6铝合金HFQ工艺成形性实验研究[D]. 吴义.大连理工大学 2017
[3]预变形铝合金板材高应变率塑性变形行为研究[D]. 周文华.南昌航空大学 2014
[4]Al-Mg系铝合金低功率Nd:YAG脉冲激光焊接性实验研究[D]. 高波.重庆交通大学 2014
[5]数字图像相关（DIC）测量方法在材料变形研究中的应用[D]. 白晓虹.东北大学 2011
[6]车用铝合金的变形及断裂行为研究[D]. 吕丹.兰州理工大学 2009
本文编号：3158801
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