發(fā)布時間：2020-06-18 00:28

【摘要】：鋁合金以強(qiáng)度高、韌性好、價格低廉等優(yōu)點廣泛的應(yīng)用在各個工程結(jié)構(gòu)中。蛇形軋制為一種新型軋制加工厚板技術(shù)手段,不僅可以使厚板中心部位發(fā)生充分變形,同時破碎鑄造狀態(tài)下的粗大晶粒,實現(xiàn)板材從鑄造組織完全轉(zhuǎn)化為加工組織。另一方面,蛇形熱軋的工藝特點的原因,會將造成板材發(fā)生翹曲現(xiàn)象,這樣會阻礙軋件進(jìn)入下一個道次,嚴(yán)重情況下還有可能導(dǎo)致軋件撞向軋機(jī),造成嚴(yán)重的工業(yè)事故。由于其發(fā)展屬于初級階段,大多數(shù)研究只對單一工藝參數(shù)的規(guī)律探索,因此綜合考慮各個工藝參數(shù),控制厚板板形,并改善軋件沿厚度方向上變形,對蛇形軋制的發(fā)展進(jìn)步很有必要。本文以7075鋁合金為研究目標(biāo),運用ABAQUS仿真軟件,研究蛇形軋制數(shù)值模擬技術(shù),并借助神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性映射能力和遺傳算法優(yōu)化能力對厚度方向上平均等效應(yīng)變和厚板翹曲因子的耦合預(yù)測和控制。本課題研究結(jié)果如下:(1)通過蛇形熱軋模擬仿真,研究了初始厚度、異速比和壓下量分別對翹曲因子的影響。(2)通過研究材料本構(gòu)模型、摩擦模型、熱邊界條件等關(guān)鍵技術(shù),構(gòu)建鋁合金厚板蛇形軋制的有限元模型,以便獲取神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練樣本,翹曲因子測量實驗表明有限元仿真值與測量數(shù)據(jù)較為吻合,兩者之間僅存在13%左右的誤差。(3)利用正交實驗設(shè)計方法選擇輸入樣本,借助神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性映射能力,通過有限個訓(xùn)練樣本構(gòu)建平均等效應(yīng)變和翹曲因子的耦合預(yù)測模型,預(yù)測值與相應(yīng)的有限元仿真值比較結(jié)果表明預(yù)測誤差不超過7.2%。(4)在翹曲因子不超過一定閾值的情況下,建立使平均等效應(yīng)變達(dá)到最大的軋制工藝參數(shù)優(yōu)化模型,通過板件平均等效應(yīng)變構(gòu)造個體適應(yīng)度函數(shù),提出軋制工藝參數(shù)優(yōu)化模型的遺傳算法求解技術(shù)。提出的“有限元分析-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測-遺傳算法優(yōu)化”一體化控制方法,不僅能夠提高板材軋制過程仿真的計算效率,而且能夠?qū)崿F(xiàn)鋁合金厚板軋制工藝參數(shù)的合理設(shè)計與選擇。
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG339
【圖文】：

圖 1-1 鋁合金厚板產(chǎn)品合金及其板材工藝簡介7075 鋁合金業(yè)中，因為純鋁的強(qiáng)度很低，所以純鋁不適合被制成一些用于工業(yè)中械零件。為提高改善鋁制材料的力學(xué)性能，通常情況下可以在純鋁中融金屬或金屬元素，形成鋁金屬合金，使鋁的性能和組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化強(qiáng)鋁材料的綜合性能和強(qiáng)度。常規(guī)合金元素有磷、鎂、鐵、碳、鉛等。合金生產(chǎn)過程中，大部分國家工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都是按鋁合金中主要摻雜金屬元對其進(jìn)行區(qū)分命名，它分為工業(yè)純鋁（1XXX 系），Al-Cu 合金(2XXX 合金（3XXX 系），Al- Si 合金（4XXX 系），Al- Mg 合金（5XXX 系） 合金(6XXX 系)，Al- Zn- Mg- Cu 合金（7XXX 系）,Al- Li 合金（8XXX

B、Zr 和 Ti 等元素。在鑄錠均一化退火處理的時候，Cr 元素和彌散的質(zhì)點，彌散的質(zhì)點可以有效地阻礙晶界的位移及位錯，可以抑制結(jié)晶晶粒的增長，這樣不僅增加材料的強(qiáng)度的同時依良好的抗應(yīng)力和耐腐蝕性。Zr 元素在對鋁合金有顯著的影響，了再結(jié)晶溫度，使通過熱處理的鋁合金經(jīng)歷低溫和高溫形變，晶組織，還增強(qiáng)了鋁合金的可焊性、抗應(yīng)力、耐腐蝕性、斷裂 Ti 元素對鋁合金的再結(jié)晶溫進(jìn)行了大幅度提升，鋁合金在鑄粒尺寸，抑制了晶粒的增長。7075 鋁鋁合金各類材料性能指標(biāo)總結(jié)得出，7075 鋁合金是強(qiáng)度溫強(qiáng)度和塑性方面較低的金屬材料。7075 鋁合金適用于工下的受力結(jié)構(gòu)工件[5]。7075 鋁合金在航空飛行器制造中使用較的結(jié)構(gòu)金屬材料。7075 鋁合金通常制造飛行器內(nèi)部結(jié)構(gòu)和要力強(qiáng)的結(jié)構(gòu)工件，例如飛行器機(jī)翼面壁板，桁架等[6]。圖 1-2 行器結(jié)構(gòu)中的具體應(yīng)用實例。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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9 付W

本文編號：2718404