基于UMAT的航天鋁合金大型構(gòu)件淬火變形預(yù)測(cè)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-05 15:47
如今整體化制造技術(shù)在航天領(lǐng)域被越來越多的采用,該技術(shù)可以制造出力學(xué)性能和耐久性能十分優(yōu)良的構(gòu)件,這使得該制造方式成為當(dāng)今航空航天領(lǐng)域的主要制造方式之一。但是淬火變形超差一直以來都是制約該制造技術(shù)發(fā)展的瓶頸,據(jù)統(tǒng)計(jì),在所有報(bào)廢構(gòu)件中,淬火變形超差占到了70%。此類構(gòu)件往往尺寸較大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,壁厚不均且整體偏薄,這些特點(diǎn)使得構(gòu)件的剛度相對(duì)較低,故在淬火過程中極易發(fā)生較大的變形。目前,工藝試錯(cuò)和后續(xù)人工校核為主要的淬火變形控制方式,但因缺乏溫度-應(yīng)力-變形之間的耦合機(jī)理研究,及無法將已有的針對(duì)性本構(gòu)模型更好的應(yīng)用到工程應(yīng)用上,使得淬火變形過程無法被準(zhǔn)確的分析預(yù)測(cè)并加以控制。本文的研究對(duì)象為高強(qiáng)鑄造鋁合金ZL205A,該合金被廣泛的應(yīng)用于大型航天結(jié)構(gòu)件中。通過淬火拉伸實(shí)驗(yàn)得到該合金在寬溫度范圍內(nèi),不同應(yīng)變率下的拉伸真應(yīng)力應(yīng)變曲線。分析發(fā)現(xiàn)該合金在298-473K和573-773K兩段溫度區(qū)間內(nèi)存在明顯的力學(xué)性能差異�;跓峒せ顧C(jī)制,分別在兩段溫度區(qū)間內(nèi)建立了Arrhenius-type的力學(xué)本構(gòu)模型,為后續(xù)仿真分析奠定了基礎(chǔ)。采用仿真分析軟件ABAQUS的用戶子程序接口,將得到的ZL205A鋁...
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
大型航天用鋁合金鑄件
圖 1-2 大型鋁合金部件的淬火變形[3]鋁合金構(gòu)件一體化制造過程涉及復(fù)雜的工藝步驟過程中不斷發(fā)生復(fù)雜變化,具體如圖 1-3 所示[4]。工時(shí)效結(jié)束,材料的屈服強(qiáng)度發(fā)生了極大的變化 400MPa 左右。相比其他工藝步驟,淬火過程構(gòu)件更加劇烈。此種劇烈的變化使得淬火過程成為了形情況及成品率的關(guān)鍵工藝。
圖 1-2 大型鋁合金部件的淬火變形[3]航天大型鋁合金構(gòu)件一體化制造過程涉及復(fù)雜的工藝步驟,構(gòu)件的各標(biāo)在整個(gè)過程中不斷發(fā)生復(fù)雜變化,具體如圖 1-3 所示[4]。從砂型鑄最后的人工時(shí)效結(jié)束,材料的屈服強(qiáng)度發(fā)生了極大的變化,由最開a 增長為 400MPa 左右。相比其他工藝步驟,淬火過程構(gòu)件各項(xiàng)指標(biāo)度等變化更加劇烈。此種劇烈的變化使得淬火過程成為了構(gòu)件生產(chǎn)定工件變形情況及成品率的關(guān)鍵工藝。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于微觀組織特征的航天鋁銅合金力學(xué)行為研究[J]. 王罡,任珂,胡毅森,葉茂,王淑青,融亦鳴. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2018(09)
[2]ZL205A鋁合金大型復(fù)雜筒體構(gòu)件淬火過程模擬與變形預(yù)報(bào)[J]. 盧琛,張程菘,富宏亞,閆牧夫. 航空制造技術(shù). 2016(20)
[3]振動(dòng)時(shí)效在大型鋁合金薄壁環(huán)中的應(yīng)用[J]. 李名揚(yáng),張朋朋,鄭驥,王德廷,杜華鵬. 金屬熱處理. 2015(06)
[4]6061鋁合金在線淬火溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)模擬(英文)[J]. 王孟君,楊剛,黃長清,陳彬. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(07)
[5]ZL205A高強(qiáng)鋁合金大型支架鑄件的研制[J]. 羅傳彪,樊振中,洪潤洲. 特種鑄造及有色合金. 2013(06)
[6]鑄鋁薄壁件數(shù)控加工變形控制[J]. 田英杰,劉威,劉劍. 航天制造技術(shù). 2013(01)
[7]航空航天器鑄造鋁合金(3)[J]. 張春波,王祝堂. 輕合金加工技術(shù). 2013(01)
[8]鋁鋰合金及其在航天工業(yè)上的應(yīng)用[J]. 李勁風(fēng),鄭子樵,陳永來,張緒虎. 宇航材料工藝. 2012(01)
[9]淬火過程中溫度、組織及應(yīng)力/應(yīng)變的有限元模擬[J]. 賀連芳,李輝平,趙國群. 材料熱處理學(xué)報(bào). 2011(01)
[10]航空整體結(jié)構(gòu)件加工變形校正技術(shù)研究[J]. 張洪偉,張以都,吳瓊,代軍. 兵工學(xué)報(bào). 2010(08)
博士論文
[1]鋁合金大型復(fù)雜構(gòu)件熱處理過程的多場(chǎng)耦合模型與變形預(yù)報(bào)[D]. 楊夏煒.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[2]淬火過程的計(jì)算機(jī)模擬與試驗(yàn)研究[D]. 李強(qiáng).燕山大學(xué) 2003
本文編號(hào):3266363
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
大型航天用鋁合金鑄件
圖 1-2 大型鋁合金部件的淬火變形[3]鋁合金構(gòu)件一體化制造過程涉及復(fù)雜的工藝步驟過程中不斷發(fā)生復(fù)雜變化,具體如圖 1-3 所示[4]。工時(shí)效結(jié)束,材料的屈服強(qiáng)度發(fā)生了極大的變化 400MPa 左右。相比其他工藝步驟,淬火過程構(gòu)件更加劇烈。此種劇烈的變化使得淬火過程成為了形情況及成品率的關(guān)鍵工藝。
圖 1-2 大型鋁合金部件的淬火變形[3]航天大型鋁合金構(gòu)件一體化制造過程涉及復(fù)雜的工藝步驟,構(gòu)件的各標(biāo)在整個(gè)過程中不斷發(fā)生復(fù)雜變化,具體如圖 1-3 所示[4]。從砂型鑄最后的人工時(shí)效結(jié)束,材料的屈服強(qiáng)度發(fā)生了極大的變化,由最開a 增長為 400MPa 左右。相比其他工藝步驟,淬火過程構(gòu)件各項(xiàng)指標(biāo)度等變化更加劇烈。此種劇烈的變化使得淬火過程成為了構(gòu)件生產(chǎn)定工件變形情況及成品率的關(guān)鍵工藝。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于微觀組織特征的航天鋁銅合金力學(xué)行為研究[J]. 王罡,任珂,胡毅森,葉茂,王淑青,融亦鳴. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2018(09)
[2]ZL205A鋁合金大型復(fù)雜筒體構(gòu)件淬火過程模擬與變形預(yù)報(bào)[J]. 盧琛,張程菘,富宏亞,閆牧夫. 航空制造技術(shù). 2016(20)
[3]振動(dòng)時(shí)效在大型鋁合金薄壁環(huán)中的應(yīng)用[J]. 李名揚(yáng),張朋朋,鄭驥,王德廷,杜華鵬. 金屬熱處理. 2015(06)
[4]6061鋁合金在線淬火溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)模擬(英文)[J]. 王孟君,楊剛,黃長清,陳彬. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(07)
[5]ZL205A高強(qiáng)鋁合金大型支架鑄件的研制[J]. 羅傳彪,樊振中,洪潤洲. 特種鑄造及有色合金. 2013(06)
[6]鑄鋁薄壁件數(shù)控加工變形控制[J]. 田英杰,劉威,劉劍. 航天制造技術(shù). 2013(01)
[7]航空航天器鑄造鋁合金(3)[J]. 張春波,王祝堂. 輕合金加工技術(shù). 2013(01)
[8]鋁鋰合金及其在航天工業(yè)上的應(yīng)用[J]. 李勁風(fēng),鄭子樵,陳永來,張緒虎. 宇航材料工藝. 2012(01)
[9]淬火過程中溫度、組織及應(yīng)力/應(yīng)變的有限元模擬[J]. 賀連芳,李輝平,趙國群. 材料熱處理學(xué)報(bào). 2011(01)
[10]航空整體結(jié)構(gòu)件加工變形校正技術(shù)研究[J]. 張洪偉,張以都,吳瓊,代軍. 兵工學(xué)報(bào). 2010(08)
博士論文
[1]鋁合金大型復(fù)雜構(gòu)件熱處理過程的多場(chǎng)耦合模型與變形預(yù)報(bào)[D]. 楊夏煒.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[2]淬火過程的計(jì)算機(jī)模擬與試驗(yàn)研究[D]. 李強(qiáng).燕山大學(xué) 2003
本文編號(hào):3266363
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/hangkongsky/3266363.html
最近更新
教材專著