隨著航天器零件輕量化和性能需求的提高,高比強度的鋁鋰合金材料在航天領域應用上得到了長足發(fā)展。雖然鋁鋰合金室溫下具有較高的抗拉強度,但塑性卻很差,在保證性能的同時極大限制了它在航天器零件上的應用。本課題目標成形件為桁條零件,是一種復合了彎曲和拉深變形特點的超長薄壁窄端結構件,傳統(tǒng)熱成形工藝無法同時保證零件的尺寸精度和力學性能需求。脈沖電流加熱成形-模具淬火復合工藝是將電流快速熱成形與熱處理工藝進行結合,有效解決了鋁合金室溫成形性能差且后續(xù)熱處理零件熱畸變的問題,大幅提高了生產(chǎn)效率、縮短了生產(chǎn)周期,降低了生產(chǎn)成本。本課題首先開展了5A90鋁鋰合金板材的高溫力學性能實驗,初步確定鋁鋰合金在不同溫度以及成形速率下的成形性能。隨后結合有限元模擬和實驗手段對含裂紋金屬薄板電流止裂機制進行探究,裂紋尖端出現(xiàn)孔洞的主要原因是電流在裂紋尖端繞流而產(chǎn)生的局部高溫區(qū),從而對材料內(nèi)部裂紋達到止裂的效果。為了獲得5A90鋁鋰合金電流加熱成形-模具淬火工藝規(guī)律,本課題進行了U形件成形實驗來探究電流自阻加熱溫度、加熱時間以及后續(xù)時效參數(shù)對零件尺寸精度和力學性能的影響規(guī)律。成形零件在360℃以上彈復基本消失,當加載電...

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋁鋰合金在航空航天構件的應用
        1.2.1 鋁鋰合金的發(fā)展歷程
        1.2.2 鋁鋰合金的成形工藝
        1.2.3 鋁鋰合金在航空航天領域的應用
    1.3 脈沖電流輔助熱成形技術
        1.3.1 電致塑性效應
        1.3.2 電流輔助熱成形技術
    1.4 熱成形-模具淬火復合成形工藝研究進展
        1.4.1 高強鋼熱成形-模具淬火復合成形工藝研究
        1.4.2 鋁合金熱成形-模具淬火復合成形工藝研究
        1.4.3 脈沖電流輔助熱成形-模具淬火復合成形工藝研究
    1.5 課題意義與主要研究內(nèi)容
        1.5.1 課題研究背景及意義
        1.5.2 主要研究內(nèi)容
第2章 實驗材料、設備及方案
    2.1 引言
    2.2 實驗材料
    2.3 實驗裝置與設備
        2.3.1 熱成形設備
        2.3.2 溫度測量設備
        2.3.3 熱物性能測量設備
        2.3.4 力學性能與顯微組織分析設備
    2.4 實驗方案
第3章 5A90鋁鋰合金板材的熱、電性能實驗
    3.1 引言
    3.2 5A90鋁鋰合金高溫拉伸實驗
        3.2.1 拉伸性能實驗結果分析
        3.2.2 溫度對于5A90鋁鋰合金力學性能影響
        3.2.3 應變速率對于5A90鋁鋰合金力學性能影響
    3.3 脈沖電流作用含裂紋金屬薄板實驗
        3.3.1 熱-電-結構三場耦合理論背景
        3.3.2 實驗方案設計及模型建立
        3.3.3 脈沖電流止裂有限元模擬結果分析及討論
    3.4 本章小結
第4章 5A90鋁鋰合金電流輔助熱彎曲-模具淬火復合工藝實驗
    4.1 引言
    4.2 電流輔助加熱板材溫度場分布
    4.3 電流輔助熱彎曲-模具淬火復合成形工藝參數(shù)研究
        4.3.1 電流輔助加熱彎曲-模具淬火復合成形實驗
        4.3.2 脈沖電流加熱溫度對于彎曲零件影響
        4.3.3 脈沖電流加熱時間對于彎曲零件影響
        4.3.4 時效時間對于彎曲零件性能影響
        4.3.5 冷卻方式對于原始板材性能影響
    4.4 復合成形工藝與鋁合金傳統(tǒng)熱成形工藝對比
    4.5 本章小結
第5章 桁條結構件電流輔助熱成形-模具淬火復合工藝實驗
    5.1 引言
    5.2 5A90鋁鋰合金縮比桁條零件試制
        5.2.1 5A90鋁鋰合金縮比桁條零件有限元模擬
        5.2.2 脈沖電流輔助加熱一體化設備設計及制造
        5.2.3 5A90鋁鋰合金縮比桁條零件實驗
    5.3 超長桁條零件工裝模型及實驗展望
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號：3853600