鋁鋰合金以其低密度、較高的比剛度和比強度、良好的耐腐蝕性及可焊性等優(yōu)良性能在航空航天領域得到了廣泛應用,并且隨著社會對環(huán)境保護問題的日益關注,用輕量化的鋁合金、鎂合金材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鑄鐵和鋼材以降低燃油消耗和減輕環(huán)境污染的趨勢越發(fā)顯著。但相對于傳統(tǒng)鋼制板材,鋁鋰合金在常溫下的塑性較差,很難通過冷成形獲得復雜形狀零件。研究發(fā)現(xiàn),在不改變材料成分的前提下,提高合金變形溫度可以極大改善其成形性能。因此,本文針對5A90鋁鋰合金板料,采用實驗和數(shù)值模擬相結合的方式,研究了熱條件下材料的塑性流變行為及成形性能,主要工作如下:（1）首先通過單向拉伸實驗研究了5A90鋁鋰合金在不同溫度（25℃、150℃、200℃、250℃C、300℃、350℃、400℃、425℃和450℃）和不同應變速率（0.00025 s-1、0.0025 s-1和0.01 s-1）下的塑性流變行為,發(fā)現(xiàn)其峰值應力隨溫度的升高而減小,隨應變速率的增大而增大。然后在不同溫度（25℃、200℃、300℃C和400℃）下分別對不同方向（與軋制方向成0℃、45℃和90℃）的試樣進行單拉實驗研究了其各向異性行為,發(fā)現(xiàn)隨著溫度的升高材料各向異... 

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 成形極限圖
        1.2.1 成形極限圖簡介
        1.2.2 成形極限圖的獲得
        1.2.3 熱成形極限的研究現(xiàn)狀
        1.2.4 縮頸失效判斷準則
    1.3 材料本構關系的研究現(xiàn)狀
    1.4 摩擦對Nakazima實驗結果的影響
    1.5 選題意義及本文主要研究內(nèi)容
        1.5.1 選題意義
        1.5.2 本文的主要研究內(nèi)容
第二章 5A90板料熱塑性變形行為的研究及本構方程的構建
    2.1 引言
    2.2 單向拉伸實驗
        2.2.1 實驗方案
        2.2.2 常溫拉伸結果分析
        2.2.3 應變速率對板料流變行為的影響
        2.2.4 變形溫度對板料流變行為的影響
        2.2.5 變形溫度對板料各向異性的影響
    2.3 本構模型的構建
        2.3.1 350℃-450℃溫度范圍內(nèi)本構模型的構建
            2.3.1.1 應變補償型Arrhenius模型
            2.3.1.2 改進的Johnson-Cook模型
            2.3.1.3 本構模型的準確性對比
        2.3.2 200℃-300℃溫度范圍內(nèi)本構方程的建立
            2.3.2.1 應變補償型Arrhenius模型
            2.3.2.2 修正的Johnson-Cook模型
        2.3.3 25℃-150℃溫度范圍內(nèi)修正的Johnson-Cook模型
    2.4 本章小結
第三章 摩擦系數(shù)對Nakazima實驗結果的影響
    3.1 引言
    3.2 Nakazima實驗過程及結果研究
        3.2.1 實驗方案及設備
        3.2.2 實驗結果
    3.3 Nakazima實驗的有限元模擬研究
        3.3.1 有限元模型的建立
        3.3.2 摩擦系數(shù)對板料失效位置的影響
        3.3.3 摩擦系數(shù)對板料應變路徑的影響
        3.3.4 摩擦系數(shù)對板料失效時刻的影響
    3.4 摩擦系數(shù)的預測
    3.5 本章小節(jié)
第四章 5A90鋁鋰合金板成形極限圖的研究
    4.1 引言
    4.2 5A90板料成形極限圖的實驗研究
        4.2.1 實驗設備及實驗方案
        4.2.2 實驗結果分析
            4.2.2.1 常溫實驗結果分析
            4.2.2.2 高溫實驗結果分析
    4.3 縮頸判斷準則對5A90板料極限應變的影響
        4.3.1 等效塑性應變增量比判斷準則(準則一)
        4.3.2 最大沖頭力準則(準則二)
        4.3.3 厚向應變二階導數(shù)最大值準則(準則三)
        4.3.4 應變路徑轉變準則(準則四)
        4.3.5 不同準則對極限應變的影響及與實驗結果對比
        4.3.6 350℃和450℃條件下成形極限圖的預測
    4.4 本章小節(jié)
第五章 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文
攻讀碩士學位期間參與的科研項目
學位論文評閱及答辯情況表


【參考文獻】：
期刊論文
[1]7075-T6鋁合金板溫熱成形極限圖實驗[J]. 黃華,李大永,彭穎紅.  塑性工程學報. 2010(01)
[2]5A90鋁鋰合金熱態(tài)下的成形極限圖及其計算模型[J]. 馬高山,萬敏,吳向東.  中國有色金屬學報. 2008(04)
[3]鋁鋰合金研究開發(fā)的歷史與現(xiàn)狀[J]. 尹登峰,鄭子樵.  材料導報. 2003(02)
[4]1420合金的發(fā)展現(xiàn)狀及應用前景[J]. 尹梅，強俊.  航空制造工程. 1996(12)

博士論文
[1]基于損傷理論的鋁合金板料成形極限研究[D]. 張學廣.吉林大學 2016
[2]Al合金中塑性失穩(wěn)現(xiàn)象（Portevin-Le Chatelier效應）的實驗和機理研究[D]. 江慧豐.中國科學技術大學 2006

碩士論文
[1]7075鋁合金分流模擠壓型材微觀組織與力學性能研究[D]. 陳高進.山東大學 2018
[2]5083鋁合金板料溫熱成形性能的實驗研究與數(shù)值模擬[D]. 謝芳潔.山東大學 2018
[3]5A90鋁鋰合金中空雙層結構SPF/DB組合工藝[D]. 王瑞卓.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[4]電塑性效應下5A90鋁鋰合金板材的沖壓特性實驗研究[D]. 宋鵬超.上海交通大學 2014



本文編號：3681790