金属板材多点复合渐进成形破裂缺陷研究

发布时间：2017-11-20 02:16

本文关键词：金属板材多点复合渐进成形破裂缺陷研究

【摘要】：金属板材多点复合渐进成形技术是在单点渐进成形技术的基础上,结合多点渐进成形技术和振动塑性加工技术发展起来的一种先进板材加工技术,该技术不仅使板材的成形性能得到了充分发挥,而且使板材的成形精度、成形质量得到了极大的改善。但在金属板材多点复合渐进成形过程中仍会产生破裂、起皱、压痕、底面内凸、回弹等成形缺陷,其中破裂缺陷的存在更是对制件的外观和性能产生了重要影响。为了防止或减少多点复合渐进成形过程中的破裂缺陷,本文通过理论分析、数值模拟、试验探究等多方面针对板材多点复合渐进成形中的破裂缺陷完成了如下工作:在Lematitre损伤理论的基础上,对多点复合渐进成形韧性断裂准则进行推导及相关材料参数求取;利用MSC.Marc软件建立多点复合渐进成形破裂的有限元模型,并对破裂缺陷产生的特征进行分析;根据单因素试验法探讨各成形工艺参数对破裂的影响,并确定韧性断裂临界值;利用响应曲面法建立破裂预测模型,并对预测模型进行寻优和验证。本文主要研究成果:(1)在Lematitre损伤理论的基础上推导得到了适用于金属板材多点复合渐进成形的韧性断裂准则,并以1060铝合金板材为试验材料,通过混合试验法获得了韧性断裂准则中的相关材料参数。(2)根据多点复合渐进成形试验机及其工作原理,建立了金属板材多点复合渐进成形的有限元模型,并将韧性断裂准则子程序嵌入到MSC.Marc中,实现了破裂过程的可视化;通过分析主要成形区的应力应变、厚度分布、韧性值分布,发现了制件拐角处为破裂危险区;同时,通过对破裂危险区的相关应力应变和破裂断口的显微组织分析,探讨了板材在多点复合渐进成形中破裂缺陷产生的特征。(3)通过单因素实验法分析了成形角、进给量、工具头直径、进给速度、初始板厚等成形工艺参数对厚度减薄率和韧性值的影响趋势;并发现了金属板材(1060铝合金)在多点复合渐进成形过程中产生韧性破裂的临界条件。(4)以成形角、初始板厚、进给量、工具头直径等作为回归参数,利用响应曲面法建立了最大成形深度的多元回归预测模型,并对最大成形深度进行了寻优和验证,结果表明预测模型可靠;通过在成形过程中引入振动,表明了振动有助于提高板材成形极限,延缓破裂。通过以上研究表明,本研究将对板材多点复合渐进成形的实际生产和推广应用具有现实指导意义。
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG306

【参考文献】

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