2024铝合金板材热成形过程的残余应力及金属流动控制研究
发布时间：2021-10-27 08:24
2024铝合金具有强度高、抗疲劳性能好等一系列优点,因此广泛地应用于航空航天、汽车制造等领域。由于2024铝合金板材在常温下的塑性较差,必须通过热成形方式来制造形状复杂的零部件。然而高强度铝合金板材在热成形过程中往往由于材料变形不均匀,卸载后产生较大的残余应力。从而降低了铝合金零部件的疲劳强度和尺寸稳定性,增加了零件产生应力腐蚀开裂的风险,并导致后续切削加工过程中,由于零件内部残余应力的释放与重新分布,产生扭曲变形。因此,研究高强度铝合金板材热成形过程中的残余应力分布规律及控制与消除技术显得尤为重要。此外,铝合金板材在热成形过程中通常承受拉伸变形,在小圆角部位壁厚会严重减薄,无法满足应用时对零件的高强度要求。因此,有必要控制和优化铝合金板材在热成形过程中的金属流动,提高小圆角部位的填充率。本论文主要的研究工作如下:首先,对2024铝合金热变形工艺参数进行了优化,并对材料的热成形极限进行了研究,获得了这种合金热变形工艺参数范围和热成形极限图。通过不同温度（300450℃）、不同应变速率（0.0011s-1）下的拉伸与压缩实验,结合动态材料模型的...
【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】：158 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
Al-Cu-Mg合金的时效析出序列
中 科 技 大 学 博 士 学 位 结构应力，也即第二类残余应力，标记为 σr 。残余。当第二类残余应力的平衡状态遭到破坏时，也会观残余应力（第三类残余应力），标记为 σr 。它是近等，以及更微小的区域内的残余应力。如果这一，不会造成零件形状尺寸的变化。
图 1-3 钻孔法测试原理[40]Fig. 1-3 Test principle of the hole-drilling method.板面水平方向均匀分布有残余应力 σ 和 σ ，如图 1-3 所示半径为 的通孔，距 O 点半径为 的 P 点处， 、 分别表径向和切向残余应力，且 与 σ 的夹角为 。钻孔前，P 点向应力 分别为： = 1 2 1 2 = 1 2 1 2 点应力为： = 1 2 2 2 1 2 4 4 2 2 = 1 2 2 2 1 2 4 4 钻孔而引起的应力变化 应力释放量为：
【参考文献】：
期刊论文
[1]Review:State-of-the-Art of Stamping-Forging Process with Sheet Metal Blank[J]. Xinyun Wang,Junsong Jin,Lei Deng. Journal of Harbin Institute of Technology. 2017(03)
[2]非等温模具对2024铝合金弯曲回弹和残余应力的影响[J]. 夏良俊,邓磊,金俊松,王新云. 锻压技术. 2016(09)
[3]Residual stress in the cylindrical drawing cup of SUS304 stainless steel evaluated by split-ring test[J]. Liang-Hong Xiao,Dao-He Yuan,Jun-Zhong Xiang,Jin-Gang Liu,Yi-Chun Zhou. Acta Mechanica Sinica. 2016(01)
[4]淬火-预拉伸对2A12铝合金厚板残余应力的影响[J]. 张舒原,吴运新,廖凯,龚海. 材料热处理学报. 2012(12)
[5]X80钢大口径螺旋焊管的残余应力[J]. 熊庆人,李霄,霍春勇,石凯,刘彦明,张永红. 机械工程材料. 2011(10)
[6]基于预拉伸工艺的铝合金厚板残余应力消除机理[J]. 袁望姣,吴运新. 中南大学学报(自然科学版). 2011(08)
[7]残余应力测试技术的进展与动向[J]. 王庆明,孙渊. 机电工程. 2011(01)
[8]预拉伸对7075铝合金厚板残余应力分布的影响[J]. 龚海,吴运新,廖凯. 材料热处理学报. 2009(06)
[9]汽车飞轮盘温冲锻成形工艺研究[J]. 王新云,罗文涛,夏巨谌,胡国安. 锻压技术. 2009(05)
[10]超高强铝合金研究进展[J]. 王洪,付高峰,孙继红,李兴杰,姜澜. 材料导报. 2006(02)
博士论文
[1]AA6082铝合金热冲压成形控性规律研究及工艺优化[D]. 马闻宇.北京科技大学 2016
[2]基于能量法的压痕硬度和残余应力测试原理、方法和实验研究[D]. 金宏平.华中科技大学 2012
[3]成形极限图的获取方法与其在金属板料成形中的应用[D]. 王辉.南京航空航天大学 2011
[4]航空铝合金残余应力及切削加工变形研究[D]. 唐志涛.山东大学 2008
[5]航空铝合金残余应力消除及评估技术研究[D]. 王秋成.浙江大学 2003
硕士论文
[1]模具参数对304不锈钢圆筒拉深件残余应力的影响[D]. 向俊仲.湘潭大学 2014
[2]2024铝合金变形及热处理过程中组织演变及性能研究[D]. 石悦.哈尔滨工业大学 2013
[3]2024铝合金板材弯曲镦厚热冲锻过程残余应力的研究[D]. 李达.华中科技大学 2013
[4]基于加工图技术的锻态Ti40合金锻造工艺优化[D]. 李劲波.南昌航空大学 2012
[5]7085铝合金整体结构件淬火残余应力分析及其消减工艺研究[D]. 王少辉.中南大学 2011
[6]深冲铝合金板热成形性能研究[D]. 李枫.南京航空航天大学 2010
[7]2024铝合金薄板的热处理工艺与性能的研究[D]. 李晗.西北工业大学 2007
本文编号：3461230
【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】：158 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
Al-Cu-Mg合金的时效析出序列
中 科 技 大 学 博 士 学 位 结构应力，也即第二类残余应力，标记为 σr 。残余。当第二类残余应力的平衡状态遭到破坏时，也会观残余应力（第三类残余应力），标记为 σr 。它是近等，以及更微小的区域内的残余应力。如果这一，不会造成零件形状尺寸的变化。
图 1-3 钻孔法测试原理[40]Fig. 1-3 Test principle of the hole-drilling method.板面水平方向均匀分布有残余应力 σ 和 σ ，如图 1-3 所示半径为 的通孔，距 O 点半径为 的 P 点处， 、 分别表径向和切向残余应力，且 与 σ 的夹角为 。钻孔前，P 点向应力 分别为： = 1 2 1 2 = 1 2 1 2 点应力为： = 1 2 2 2 1 2 4 4 2 2 = 1 2 2 2 1 2 4 4 钻孔而引起的应力变化 应力释放量为：
【参考文献】：
期刊论文
[1]Review:State-of-the-Art of Stamping-Forging Process with Sheet Metal Blank[J]. Xinyun Wang,Junsong Jin,Lei Deng. Journal of Harbin Institute of Technology. 2017(03)
[2]非等温模具对2024铝合金弯曲回弹和残余应力的影响[J]. 夏良俊,邓磊,金俊松,王新云. 锻压技术. 2016(09)
[3]Residual stress in the cylindrical drawing cup of SUS304 stainless steel evaluated by split-ring test[J]. Liang-Hong Xiao,Dao-He Yuan,Jun-Zhong Xiang,Jin-Gang Liu,Yi-Chun Zhou. Acta Mechanica Sinica. 2016(01)
[4]淬火-预拉伸对2A12铝合金厚板残余应力的影响[J]. 张舒原,吴运新,廖凯,龚海. 材料热处理学报. 2012(12)
[5]X80钢大口径螺旋焊管的残余应力[J]. 熊庆人,李霄,霍春勇,石凯,刘彦明,张永红. 机械工程材料. 2011(10)
[6]基于预拉伸工艺的铝合金厚板残余应力消除机理[J]. 袁望姣,吴运新. 中南大学学报(自然科学版). 2011(08)
[7]残余应力测试技术的进展与动向[J]. 王庆明,孙渊. 机电工程. 2011(01)
[8]预拉伸对7075铝合金厚板残余应力分布的影响[J]. 龚海,吴运新,廖凯. 材料热处理学报. 2009(06)
[9]汽车飞轮盘温冲锻成形工艺研究[J]. 王新云,罗文涛,夏巨谌,胡国安. 锻压技术. 2009(05)
[10]超高强铝合金研究进展[J]. 王洪,付高峰,孙继红,李兴杰,姜澜. 材料导报. 2006(02)
博士论文
[1]AA6082铝合金热冲压成形控性规律研究及工艺优化[D]. 马闻宇.北京科技大学 2016
[2]基于能量法的压痕硬度和残余应力测试原理、方法和实验研究[D]. 金宏平.华中科技大学 2012
[3]成形极限图的获取方法与其在金属板料成形中的应用[D]. 王辉.南京航空航天大学 2011
[4]航空铝合金残余应力及切削加工变形研究[D]. 唐志涛.山东大学 2008
[5]航空铝合金残余应力消除及评估技术研究[D]. 王秋成.浙江大学 2003
硕士论文
[1]模具参数对304不锈钢圆筒拉深件残余应力的影响[D]. 向俊仲.湘潭大学 2014
[2]2024铝合金变形及热处理过程中组织演变及性能研究[D]. 石悦.哈尔滨工业大学 2013
[3]2024铝合金板材弯曲镦厚热冲锻过程残余应力的研究[D]. 李达.华中科技大学 2013
[4]基于加工图技术的锻态Ti40合金锻造工艺优化[D]. 李劲波.南昌航空大学 2012
[5]7085铝合金整体结构件淬火残余应力分析及其消减工艺研究[D]. 王少辉.中南大学 2011
[6]深冲铝合金板热成形性能研究[D]. 李枫.南京航空航天大学 2010
[7]2024铝合金薄板的热处理工艺与性能的研究[D]. 李晗.西北工业大学 2007
本文编号：3461230
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