7A09-T6铝合金自阻加热下陷温成形研究

发布时间：2022-12-08 23:30

　　随着环境问题的日益突出,航空航天领域在节能减排方面面临着越来越严峻的挑战。7A09-T6铝合金具有高的比强度,是航空航天领域重要的轻质结构材料。为了提高现有工艺生产7A09-T6铝合金桁条零件的生产效率,减少能源浪费,改善成形件的表面质量,本课题采用自阻加热温成形的工艺实现对桁条零件的下陷成形。在自阻加热下陷温成形工艺的研究过程中首先通过理论计算和有限元模拟确定了零件下陷成形的变形量,通过自阻加热单向拉伸实验研究了加热温度、应变速率、保温时间对材料成形性能的影响规律,对比了加热状态拉伸及加热后室温拉伸的材料力学性能指标,从微观组织演变规律验证了单向拉伸实验获得的规律,确定了下陷成形工艺窗口。其次,进行了自阻加热升温实验,研究了电极与材料宏观接触面积、接触压力、电流密度对被加热件温度场分布的影响规律,确定了本课题型材下陷成形的关键电热学参数,保证了型材进行下陷成形时变形区温度稳定均匀的达到成形温度。最后,基于单向拉伸实验和微观组织分析确定的成形工艺窗口及自阻加热升温实验确定的电热学参数进行了试验件制备,从试验件的形状精度和力学性能两个方面综合评价了成形质量,验证了成形工艺的合理性。研究结... 

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 7 ×××系超高强铝合金在航空航天领域的发展及应用
        1.2.1 超高强铝合金的定义
        1.2.2 超高强铝合金的发展
        1.2.3 超高强铝合金的强化特点及应用
    1.3 温成形技术国内外研究现状
        1.3.1 温成形技术简介
        1.3.2 温成形技术的发展和应用
    1.4 自阻加热技术国内外研究现状
        1.4.1 自阻加热技术简介
        1.4.2 自阻加热技术的理论发展
        1.4.3 自阻加热技术的应用
    1.5 课题主要研究内容
第2章 实验材料及研究方案
    2.1 引言
    2.2 实验材料
    2.3 材料力学性能测试
        2.3.1 单向拉伸试验
        2.3.2 显微维氏硬度测试
    2.4 材料微观组织分析
        2.4.1 光学显微分析
        2.4.2 扫描电子显微分析
    2.5 自阻加热升温实验
        2.5.1 加热原理及测温装置
        2.5.2 电极的确定
        2.5.3 升温实验主要研究因素
        2.5.4 温度场的确定
    2.6 有限元模型
    2.7 下陷成形实验装置
第3章 下陷变形分析及材料成形性能研究
    3.1 引言
    3.2 下陷成形材料变形分析
        3.2.1 下陷成形变形区应力分析
        3.2.2 下陷成形变形区应变分析
        3.2.3 下陷成形破裂危险位置判定
        3.2.4 下陷成形大变形区变形量确定
        3.2.5 有限元验证材料变形理论分析
    3.3 单向拉伸实验测试材料力学性能
        3.3.1 加热温度对材料力学性能的影响
        3.3.2 应变速率对材料力学性能的影响
        3.3.3 保温时间对材料力学性能的影响
        3.3.4 不同厚度材料的力学性能对比
        3.3.5 加热状态与经过加热室温状态材料力学性能对比
    3.4 加热前后材料微观组织演变规律
    3.5 7A09-T6铝合金下陷成形工艺窗口确定
    3.6 本章小结
第4章 自阻加热升温实验及有限元模拟
    4.1 引言
    4.2 自阻加热升温实验
        4.2.1 宏观接触面积及接触压力对温度场分布的影响
        4.2.2 电流密度对温度场分布的影响
        4.2.3 提高温度场分布均匀性的措施
        4.2.4 电流密度与加热时间的关系
        4.2.5 桁条零件自阻加热电热学参数确定
    4.3 有限元模拟结果分析
        4.3.1 自阻加热有限元模拟结果分析
        4.3.2 下陷成形有限元模拟结果分析
    4.4 本章小结
第5章 试验件制备及形状精度和力学性能分析
    5.1 引言
    5.2 试验件制备
        5.2.1 室温零件成形
        5.2.2 加热状态零件成形
    5.3 试验件形状精度分析
        5.3.1 试验件轮廓精度分析
        5.3.2 试验件壁厚分析
    5.4 试验件力学性能测试
        5.4.1 单向拉伸实验测试试验件力学性能
        5.4.2 显微维氏硬度测试试验件硬度指标
    5.5 试验件形状精度和力学性能综合比较
    5.6 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3714345