1060铝合金板材两点对称式渐进成形破裂过程研究

发布时间：2017-11-28 10:17

  本文关键词：1060铝合金板材两点对称式渐进成形破裂过程研究

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【摘要】：两点对称式渐进成形是金属板材渐进成形工艺的一种重要形式,它是在单点渐进成形的基础上,通过对称分布的两工具头来改善板材在变形过程中的成形条件,最终实现板材两点对称式渐进塑性加工。由于两点对称式渐进成形技术具有成形力小、受力均匀、抗切向扭曲、成形质量和成形效率高等工艺优势,近年来在金属板材塑性加工领域中受到前所未有的关注。但在金属板材多点渐进成形过程中,破裂缺陷仍然是制约渐进成形技术发展的瓶颈之一,因此开展金属板材两点对称式渐进成形的破裂过程研究,对提高板材成形质量具有重要意义。本研究采用理论计算、数值模拟分析和成形实验相结合的方法完成了以下工作:通过不同应变速率下的单拉试验,建立铝合金板材渐进成形韧性破裂准则,并在此基础上对板材渐进成形破裂过程进行定量分析;以韧性破裂准则为判断依据,完成了成形方式及成形工艺参数对韧性破裂值的影响规律分析,并开展了板材破裂预测及工艺优化相关工作。本文的主要研究成果:(1)通过单向拉伸实验和有限元数值模拟,分析1060铝合金板材对拉伸过程中应变速率的敏感特性,提出考虑应变率效应的铝合金板材渐进成形韧性破裂准则;在此基础上,通过缺口拉伸试验和和渐进成形试验,采用有限元数值模拟和实验相结合的方法确定了韧性破裂准则中的材料参数。(2)根据两点对称式渐进成形的工艺特点,建立有限元分析模型;以提出的考虑应变率效应的铝合金板材渐进成形韧性破裂准则作为判断破裂的依据,通过二次开发,利用有限元数值模拟实现了板材渐进成形破裂过程的可视化,并对板材渐进成形破裂的机制进行探究。分析结果表明,当韧性值达到一定条件时,板材发生破裂,进一步利用有限元数值模拟分析方法验证了板材破裂理论分析结果的正确性。最后借助金相组织观察分析方法,从微观角度分析了渐进成形过程中晶粒组织的变化情况。(3)以本文提出的考虑应变率效应的铝合金板材渐进成形韧性破裂准则为评判标准,从成形方式(分层加工、螺旋加工)、工艺参数(工具头直径、进给量、进给速度、板材厚度、成形角)角度出发,定量的分析其对两点对称式渐进成形破裂过程和成形性能的影响机制及规律。(4)通过CCD响应曲面法建立以各成形工艺参数为影响因子,韧性破裂值为响应因子的多元回归破裂预测模型,并对工艺参数进行优化设计,进一步通过成形实验和有限元数值模拟验证了破裂预测模型的正确性。通过以上研究,丰富和发展了板材渐进成形缺陷研究领域,促进了板材渐进成形技术在实际生产中的推广和应用。
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG306

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本文编号：1233620