基于不同应力—应变曲线模型的铝合金板料成形极限研究

发布时间：2021-04-21 12:07

　　近年来,随着轻量化进程的不断推进,轻质铝合金的工业需求量日益增长,因此,亟需实现铝合金板料成形极限的精准预测。如何有效地提高板料的成形极限、准确地给出成形极限图（FLD）,一直是金属塑性成形领域的重点问题。在FLD的理论研究中,普遍采用应力-应变拟合曲线近似描述板料的真实应力-应变关系,但拟合曲线不能严格反映材料的实际情况,影响了板料成形极限的预测精度,不能为工业生产提供准确的参考。为此,本文在实验的基础上构建了幂指数、三次多项式拟合以及原始测量数据等不同应力-应变模型,通过理论推导、数值模拟和实验验证相结合的方法,系统地研究了应力-应变曲线模型对铝合金板料成形极限预测效果的影响。本文的主要研究内容和结论如下:1.以轻质铝合金6016-T4和7075-T6为研究对象,在力学性能实验的基础上构建了幂指数、三次多项式拟合应力-应变曲线模型以及应力-应变原始测量数据模型。在板料塑性应力-应变关系、屈服准则以及失稳理论的基础上,对铝合金板料成形极限的预测方法进行了深入研究。2.结合Marciniak-Kuczynski（M-K）理论给出了不同应力-应变曲线模型下板料成形极限的理论公式,通过Ma... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：114 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 铝及铝合金
        1.2.1 铝及铝合金的分类及性能
        1.2.2 铝合金板料的主要成形缺陷
        1.2.3 铝合金板料的成形极限判定
    1.3 成形极限的研究现状
        1.3.1 FLD的实验获取
        1.3.2 FLD的理论研究及研究现状
        1.3.3 基于有限元法的FLD获取及研究现状
    1.4 选题意义和研究内容
        1.4.1 选题意义
        1.4.2 研究内容
第2章 板料拉伸失稳理论
    2.1 应力-应变关系模型及屈服准则
    2.2 拉伸失稳
        2.2.1 单向拉伸失稳
        2.2.2 双向拉应力下的拉伸失稳
    2.3 Marciniak-Kuczynski理论
    2.4 本章小结
第3章 基于M-K理论的板料成形极限研究
    3.1 铝合金板料的力学性能实验
        3.1.1 实验材料与实验方案
        3.1.2 7075 -T6 铝合金板料的性能与应力-应变曲线
        3.1.3 6016 -T4 铝合金板料的性能与应力-应变曲线
    3.2 基于应力-应变拟合曲线的成形极限计算
    3.3 基于应力-应变原始测量数据的成形极限计算
    3.4 凹槽角度对板料成形极限的影响
    3.5 本章小结
第4章 成形极限图的有限元数值模拟研究
    4.1 胀形试验数值模拟的有限元模型
        4.1.1 模型的建立
        4.1.2 网格的划分
        4.1.3 模拟工序及参数的定义
    4.2 数值模拟中使用的板料破裂判断准则
        4.2.1 最大载荷判别准则
        4.2.2 最大减薄率判别准则
        4.2.3 应变路径转变判别准则
    4.3 数值模拟结果与分析
    4.4 本章小结
第5章 铝合金板料成形极限的实验研究
    5.1 试验设备
    5.2 成形极限的实验方案
        5.2.1 胀形试验
        5.2.2 极限应变的测量
    5.3 实验方法获取的成形极限
    5.4 成形极限的理论预测与实验结果的对比
    5.5 成形极限的数值模拟与实验结果的对比
    5.6 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
作者简介及在学期间取得的科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]先进高强度双相钢成形极限模型[J]. 李耀民,黄志强,李迪,韩蒙,徐家川,姜宁.  塑性工程学报. 2019(05)
[2]汽车轻量化的研究与实现途径[J]. 杨孟欣,张亚松,孙鹏博,袁野.  时代汽车. 2019(08)
[3]各向异性高强钢成形极限曲线有限元预测[J]. 桂良进,张晓前,周驰,范子杰.  清华大学学报(自然科学版). 2019(01)
[4]6016铝合金板材室温成形性及其数值模拟[J]. 汪建强,郭丽丽,李永兵,李冰,王长峰.  塑性工程学报. 2018(02)
[5]汽车用5754铝合金板成形极限的理论预测与实验研究[J]. 胡静远,王孟君,唐建国.  热加工工艺. 2017(17)
[6]6061-T6铝合金板材热冲压成形极限图研究[J]. 郭亮,湛利华.  热加工工艺. 2017(05)
[7]基于二次多项式新本构模型的铝合金搅拌摩擦焊板材成形极限研究[J]. 初冠南,林艳丽,宋伟宁,张林.  金属学报. 2017(01)
[8]基于数值模拟的铝合金成形极限图获取及其应用[J]. 张石磊,刘学之,刘纯国,张学广.  锻压装备与制造技术. 2016(01)
[9]基于Dynaform获取铝合金成形极限的试验及理论研究[J]. 杨滢鑫,郑燕萍,王列亮,昌诚程.  森林工程. 2015(06)
[10]汽车轻量化用铝合金板冲压成形性研究[J]. 褚勇,李全伟,祝林.  模具技术. 2014(05)

博士论文
[1]基于损伤理论的铝合金板料成形极限研究[D]. 张学广.吉林大学 2016
[2]5083铝合金力学性能及超塑性成形数值模拟与实验研究[D]. 徐雪峰.南京航空航天大学 2009

硕士论文
[1]基于非耦合韧性断裂准则的铝合金板材成形破裂预测研究[D]. 沈朝辉.华南理工大学 2019
[2]5754铝合金温热冲压成形失效准则研究与应用[D]. 郭帅.吉林大学 2016
[3]AA5083薄壳热态理论成形极限图研究[D]. 赵建培.燕山大学 2016
[4]基于光学测量的金属板料成形仿真技术研究[D]. 王炎.南京航空航天大学 2016



本文编号：3151724