【摘要】：隨著航空產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,傳統(tǒng)鉚接方式裝配的飛機(jī)結(jié)構(gòu)被大型整體壁板取代,從而蠕變時(shí)效成形技術(shù)孕育而生。筋板類整體壁板在飛機(jī)的機(jī)翼與機(jī)身上有著大量的使用,現(xiàn)階段大型整體壁板的筋板結(jié)構(gòu)大都是采用銑削加工而成,然而該方式不僅材料利用率低和加工周期長(zhǎng)。面向高效率焊接技術(shù)的整體焊接壁板件的時(shí)效成形技術(shù)可以廣泛地運(yùn)用于飛機(jī)制造中,所以基于攪拌摩擦焊—時(shí)效成形復(fù)合工藝的整體筋板結(jié)構(gòu)是降低飛機(jī)制造成本的一個(gè)重要發(fā)展方向,也對(duì)提高整體筋板結(jié)構(gòu)件的成形性能具有重要的應(yīng)用價(jià)值。本文以典型航空7075-T651態(tài)鋁合金為研究對(duì)象,在CSS-3905蠕變拉伸試驗(yàn)上機(jī)進(jìn)行恒溫(180℃)與恒應(yīng)力(130MPa和160MPa)下蠕變單軸拉伸,通過(guò)蠕變拉伸數(shù)據(jù)計(jì)算出時(shí)間硬化蠕變本構(gòu)模型的參數(shù),將蠕變本構(gòu)的擬合數(shù)據(jù)與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分析,驗(yàn)證了時(shí)間硬化本構(gòu)模型的準(zhǔn)確性,說(shuō)明該時(shí)間硬化蠕變本構(gòu)模型可以很好地描述180℃下7075鋁合金的蠕變行為。選取了整體筋板結(jié)構(gòu)中的T型結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,基于彎曲成形理論進(jìn)行T型結(jié)構(gòu)的力學(xué)特征和定性的回彈分析,依靠ABAQUS有限模擬分析軟件,采用ABAQUS自帶Tie(綁定)約束將壁板與筋條連接在一起,建立了T型FSW構(gòu)件蠕變時(shí)效成形有限元模擬模型,通過(guò)理論分析與試驗(yàn)驗(yàn)證的手段證明了T型FSW構(gòu)件蠕變時(shí)效成形有限元模擬模型的適用性與準(zhǔn)確性,然后進(jìn)行T型FSW構(gòu)件的蠕變時(shí)效成形過(guò)程模擬與試驗(yàn)�；谀M結(jié)果對(duì)T型FSW構(gòu)件蠕變時(shí)效成形過(guò)程中的應(yīng)力、蠕變和回彈進(jìn)行分析,同時(shí)分析不同時(shí)效工藝參數(shù)(模具半徑、時(shí)效時(shí)間和加載壓力)和T型構(gòu)件的幾何尺寸(壁板厚度、筋板的高厚比)對(duì)T型FSW構(gòu)件回彈的影響,獲得了上述參數(shù)下T型FSW構(gòu)件的蠕變時(shí)效變形規(guī)律�；谀＞咝兔鎺缀喂�(jié)點(diǎn)位移補(bǔ)償修正法提出了T型FSW構(gòu)件的蠕變時(shí)效成形回彈補(bǔ)償原理,依靠ABAQUS有限元分析平臺(tái),建立了實(shí)際蠕變時(shí)效成形有限元模擬模型,進(jìn)行了T型FSW構(gòu)件蠕變時(shí)效成形的回彈模擬分析,并且完成該過(guò)程中T型FSW構(gòu)件外形虛擬修正迭代,優(yōu)化了T型FSW構(gòu)件蠕變時(shí)效成形時(shí)的模具型面,同時(shí)驗(yàn)證了T型FSW構(gòu)件蠕變時(shí)效成形回彈補(bǔ)償原理的可行性。
【圖文】：

素添加更加合理，稀土元素高效的使用，使得合耐腐蝕性能與淬火敏感性得到改善；熱處理方面時(shí)效，發(fā)展到后來(lái) T73、T76 到 T74 雙級(jí)時(shí)效，，到），熱處理使材料綜合性能得到大大的改善。蠕變特征）一般是指材料在高溫和低于材料宏觀屈服極限應(yīng)3]，其間伴隨著加工硬化和回復(fù)軟化過(guò)程。金屬在關(guān)系曲線，即蠕變曲線，如圖 1-1 所示。蠕變可分的變形抗力比較小，因此蠕變速率比較大，但隨降低，這稱為減速蠕變階段；當(dāng)材料加工硬化的變速率趨于一個(gè)常數(shù)，這稱為穩(wěn)態(tài)蠕變階段；隨加工硬化速率時(shí)，內(nèi)部蠕變空洞、應(yīng)力集中和材變速率逐漸增大，這稱為蠕變加速階段。

溶質(zhì)原子易在位錯(cuò)周圍偏聚而形成柯氏為位錯(cuò)的粘滯性；第二類是溶質(zhì)與位錯(cuò)彈性交互作用以形成柯氏氣團(tuán)，對(duì)位錯(cuò)阻礙較小，位錯(cuò)滑移速率較制。因此溶質(zhì)與溶劑的原子半徑相差越大，彈性模量性交互作用能也越大，越容易出現(xiàn)第一類蠕變行為。蠕變行為在蠕變第一階段區(qū)別非常明顯。第一類蠕變，在蠕變第一階段緩慢地增加至穩(wěn)態(tài)。因?yàn)槭芪诲e(cuò)粘形成亞結(jié)構(gòu)，故大部分為可動(dòng)位錯(cuò)，根據(jù)Orowan[15]關(guān)系v 為位錯(cuò)滑移速率，m為位錯(cuò)密度）可知：隨著可動(dòng)加。相對(duì)地，第二類蠕變行為在初期蠕變速率很大，[16]。這是因?yàn)槌跗谖诲e(cuò)快速滑移并逐漸相互纏結(jié)形成如圖 1-2 所示[17]為不同成分的合金在蠕變第一階段過(guò)楚地看出兩種蠕變行為的區(qū)別。Mg 含量較高（>3％為特征，Mg 含量較低時(shí)是呈現(xiàn)出第二類蠕變行為。
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：V252.2;TG146.21;TG156.92

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本文編號(hào)：2649270