【摘要】：鋁合金材料以其質(zhì)量輕、強度高、具有良好的耐腐蝕性、易于成形等優(yōu)點,被廣泛運用于建筑、汽車制造、包裝運輸以及航空航天等行業(yè)中。鋁合金材料的破壞過程是位錯運動到裂紋的產(chǎn)生及擴展直至斷裂的變化過程。應(yīng)用聲發(fā)射檢測技術(shù)可以實時記錄和反映鋁合金板材塑性變形和微裂紋的產(chǎn)生及擴展的變化情況。數(shù)字散斑相關(guān)方法是一種能夠?qū)饘偃珗鰬?yīng)變進行精確測量的一種方法。本文結(jié)合數(shù)字散斑測量法,利用AMARIS三維應(yīng)變測試系統(tǒng)和聲發(fā)射檢測系統(tǒng),通過鋁合金單向拉伸試驗和剛性凸模脹形試驗,對鋁合金單向拉伸和剛性凸模脹形過程不同時刻應(yīng)變場特點和聲發(fā)射信號特征進行研究。本文主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)基于數(shù)字散斑測量法,采用AMARIS光學應(yīng)變測試系統(tǒng),得到單向拉伸過程應(yīng)變場。結(jié)合單向拉伸應(yīng)變場,分析了鋁合金拉伸過程中變形破壞機制。針對于頸縮失穩(wěn)直至斷裂的應(yīng)變場深入研究,發(fā)現(xiàn)試件變形集中部位出現(xiàn)局部失穩(wěn),且裂紋沿著變形集中部位擴張直至斷裂。(2)對不同尺寸鋁合金試件進行單向拉伸試驗,運用聲發(fā)射檢測系統(tǒng),得到拉伸過程聲發(fā)射信號。利用特征參數(shù)法、波形分析法、頻譜分析法三種方法對單向拉伸整個過程進行聲發(fā)射信號特征進行分析,結(jié)合鋁合金拉伸過程應(yīng)變場,分析了鋁合金拉伸過程中聲發(fā)射產(chǎn)生的機理。(3)結(jié)合拉伸過程鋁合金變形破壞機制及聲發(fā)射產(chǎn)生機理,對剛性凸模脹形過程應(yīng)變場和聲發(fā)射信號特征進行分析,以確定脹形過程成形極限狀態(tài)。結(jié)合AMARIS應(yīng)變圖,得到在此狀態(tài)下極限應(yīng)變點。這為板材成形極限狀態(tài)的確定提供一種切實可行的方法,且與AMARIS數(shù)字圖像法確定極限狀態(tài)獲得的成形極限曲線圖相比,這種方法在安全設(shè)計方面更加可靠。
[Abstract]:Aluminum alloy is widely used in construction, automobile manufacturing, packaging and transportation, aerospace and other industries because of its light weight, high strength, good corrosion resistance, easy forming and so on. The failure process of aluminum alloy is from the dislocation motion to the generation and propagation of cracks and to the fracture. The change of plastic deformation and microcrack generation and propagation of aluminum alloy sheet can be recorded and reflected in real time by using acoustic emission detection technique. Digital speckle correlation is a method that can accurately measure the field strain of metal. In this paper, the digital speckle measurement method is used to measure aluminum alloy in uniaxial tension test and bulging test of rigid punch by using AMARIS three-dimensional strain measurement system and acoustic emission testing system. The characteristics of strain field and acoustic emission signal at different times in the process of uniaxial tensile and bulging of aluminum alloy are studied. The main contents and conclusions of this paper are as follows: (1) based on digital speckle measurement and AMARIS optical strain measurement system, the strain field of uniaxial tensile process is obtained. Combined with uniaxial tensile strain field, the deformation and failure mechanism of aluminum alloy during tensile process was analyzed. Based on the deep study of strain field from necking instability to fracture, it is found that the local instability occurs in the concentrated deformation area of the specimen, and the crack expands along the concentrated deformation site until fracture. (2) uniaxial tensile tests are carried out on aluminum alloy specimens of different sizes. Acoustic emission signal of stretching process is obtained by using acoustic emission detection system. The characteristic parameter method, waveform analysis method and spectrum analysis method are used to analyze the characteristics of acoustic emission signal in the whole process of uniaxial stretching, combined with the strain field of aluminum alloy tensile process. The mechanism of acoustic emission in the process of aluminum alloy drawing is analyzed. (3) the strain field and the characteristics of acoustic emission signal in bulging process of rigid punch are analyzed in combination with the deformation failure mechanism and acoustic emission generation mechanism of aluminum alloy during tensile process. To determine the forming limit state of bulging process. Combined with AMARIS strain diagram, the limit strain point is obtained in this state. This method provides a feasible method for determining the limit state of sheet metal forming and is more reliable in safety design than that obtained by AMARIS digital image method.
【學位授予單位】：南昌大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TG146.21

【參考文獻】

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本文編號：2199443