本文關(guān)鍵詞：5083鋁合金板材成形性能及充液成形工藝研究

  更多相關(guān)文章： 5083鋁合金 成形性能 本構(gòu)模型 成形極限 充液拉深 數(shù)值模擬

【摘要】：5083鋁合金具有良好的抗腐蝕性、可焊接性及可加工性能,廣泛用于航空航天、艦船、汽車及石化工程等領(lǐng)域。為了掌握5083鋁合金板材的成形規(guī)律,實(shí)現(xiàn)其成形性能的系統(tǒng)評(píng)價(jià),本文對(duì)其成形性能以及充液拉深成形工藝進(jìn)行深入研究。主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,通過單向拉伸實(shí)驗(yàn),得到5083鋁合金板在24℃至250℃范圍內(nèi)的基本成形性能相關(guān)參數(shù),并對(duì)其本構(gòu)方程進(jìn)行了研究。通過測(cè)試和計(jì)算,獲得了5083鋁合金板材的模擬成形性能參數(shù):1mm厚5083鋁合金板材的平均彎曲強(qiáng)度σf為363.62 MPa,杯突值IE為7.90mm,錐杯值(CCV)為41.86mm;2mm厚鋁合金板材的IE為10.93mm,凸耳率Ze為3.75。然后,通過成形極限試驗(yàn)獲得了24℃、150℃、200℃和250℃條件下的5083鋁合金的成形極限圖及其曲線計(jì)算模型,擬合得到計(jì)算模型中參數(shù)F0、a、b與溫度有關(guān)的表達(dá)式,為不同溫度5083鋁合金成形極限圖的預(yù)測(cè)提供了依據(jù)。最后,對(duì)5083鋁合金板材充液拉深成形過程進(jìn)行了數(shù)值仿真,分析了液室壓力、壓邊間隙、摩擦系數(shù)、液壓加載曲線等參數(shù)對(duì)其成形質(zhì)量的影響,并進(jìn)行了異形杯的室溫充液拉深成形以及不同溫度、不同液壓成形條件下的杯形件成形試驗(yàn)。液壓加載可以使得成形板料有效貼合在凸模上,使得相同材料的成形性能更好;在相同液壓的條件下,隨著成形溫度的提高,板材成形極限拉深比增大,溫成形性能優(yōu)于室溫的成形性能。
【關(guān)鍵詞】：5083鋁合金 成形性能 本構(gòu)模型 成形極限 充液拉深 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG306
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-14
• 第一章 緒論14-22
• 1.1 引言14
• 1.2 5083鋁合金的應(yīng)用14-15
• 1.3 鋁合金板材成形性能評(píng)價(jià)15-18
• 1.3.1 基本成形性能指標(biāo)15-16
• 1.3.2 模擬成形性能指標(biāo)16
• 1.3.3 鋁合金板材成形性能研究現(xiàn)狀16-18
• 1.4 板材充液成形技術(shù)研究現(xiàn)狀18-21
• 1.4.1 板材充液拉深工藝原理18-19
• 1.4.2 板材充液拉深工藝特點(diǎn)19
• 1.4.3 板材充液拉深國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀19-20
• 1.4.4 有限元模擬技術(shù)在成形過程中的應(yīng)用20-21
• 1.5 本文的研究意義及主要內(nèi)容21-22
• 1.5.1 本文研究的意義21
• 1.5.2 本文研究的主要內(nèi)容21-22
• 第二章 5083鋁合金板材基本成形性能及本構(gòu)關(guān)系建立22-33
• 2.1 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)設(shè)備22-24
• 2.2 不同溫度下5083鋁合金板材真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線及分析24-30
• 2.2.1 5083鋁合金板材真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線24-25
• 2.2.2 5083鋁合金板材的基本成形性能相關(guān)參數(shù)25-30
• 2.3 5083鋁合金板材本構(gòu)關(guān)系建立30-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第三章 5083鋁合金板材的模擬成形性能33-45
• 3.1 5083鋁合金板材彎曲試驗(yàn)33-36
• 3.1.1 彎曲試驗(yàn)基本原理33
• 3.1.2 試驗(yàn)材料及設(shè)備33-34
• 3.1.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析34-36
• 3.2 5083鋁合金板材Erichsen杯突試驗(yàn)36-39
• 3.2.1 Erichsen杯突試驗(yàn)基本原理36-37
• 3.2.2 試驗(yàn)材料及設(shè)備37
• 3.2.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析37-39
• 3.3 5083鋁合金板材錐杯試驗(yàn)39-40
• 3.3.1 錐杯試驗(yàn)基本原理39
• 3.3.2 試驗(yàn)材料及設(shè)備39-40
• 3.3.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析40
• 3.4 5083鋁合金板材凸耳試驗(yàn)40-43
• 3.4.1 凸耳試驗(yàn)基本原理40-41
• 3.4.2 試驗(yàn)材料及設(shè)備參數(shù)41-42
• 3.4.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析42-43
• 3.5 本章小結(jié)43-45
• 第四章 5083鋁合金板材成形極限圖(FLD)45-60
• 4.1 成形極限試驗(yàn)原理45-47
• 4.2 室溫下成形極限試驗(yàn)及FLD制作方法47-55
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)試樣及其尺寸47
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及方法47-50
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析50-55
• 4.2.3.1 試樣破裂類型分析50-52
• 4.2.3.2 試樣的減薄率52-53
• 4.2.3.3 成形極限圖(FLD)的構(gòu)建53-55
• 4.3 溫?zé)釛l件下成形極限試驗(yàn)及FLD制作方法55-59
• 4.3.1 實(shí)驗(yàn)試樣及其尺寸55-56
• 4.3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及方法56-58
• 4.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析58-59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 第五章 5083鋁合金板材的充液成形數(shù)值模擬及試驗(yàn)研究60-87
• 5.1 室溫下5083鋁合金球底筒形件充液拉深數(shù)值模擬研究60-69
• 5.1.1 球底筒形件尺寸參數(shù)及數(shù)值模擬方案60-61
• 5.1.2 數(shù)值模擬模型的建立61
• 5.1.3 室溫下球底筒形件充液拉深成形數(shù)值模擬工藝參數(shù)優(yōu)化61-69
• 5.1.3.1 液室壓力對(duì)壁厚分布的影響61-63
• 5.1.3.2 壓邊間隙對(duì)壁厚分布的影響63-64
• 5.1.3.3 摩擦系數(shù)對(duì)壁厚分布的影響64
• 5.1.3.4 壓力加載曲線對(duì)壁厚分布的影響64-69
• 5.2 室溫下5083鋁合金異形杯充液拉深數(shù)值模擬及試驗(yàn)研究69-78
• 5.2.1 異形杯尺寸參數(shù)及數(shù)值模擬方案69-70
• 5.2.2 數(shù)值模擬模型的建立70
• 5.2.3 充液拉深成形數(shù)值模擬工藝參數(shù)優(yōu)化70-75
• 5.2.3.1 液室壓力對(duì)壁厚分布的影響70-72
• 5.2.3.2 壓邊間隙對(duì)壁厚分布的影響72
• 5.2.3.3 摩擦系數(shù)對(duì)壁厚分布的影響72-73
• 5.2.3.4 壓力加載曲線對(duì)壁厚分布的影響73-75
• 5.2.4 5083鋁合金異形杯充液拉深成形試驗(yàn)75-78
• 5.2.4.1 充液拉深試驗(yàn)設(shè)備及模具75-76
• 5.2.4.2 異形杯充液拉深試驗(yàn)結(jié)果76-77
• 5.2.4.3 異形杯充液拉深成形件缺陷分析77-78
• 5.3 不同溫度5083鋁合金杯形件充液拉深數(shù)值模擬及試驗(yàn)研究78-85
• 5.3.1 杯形件尺寸參數(shù)及數(shù)值模擬方案78
• 5.3.2 數(shù)值模擬模型的建立78-79
• 5.3.3 杯形件充液拉深成形數(shù)值模擬工藝參數(shù)優(yōu)化79-80
• 5.3.3.1 液室壓力對(duì)壁厚分布的影響79-80
• 5.3.3.2 壓邊間隙對(duì)壁厚分布的影響80
• 5.3.4 5083鋁合金杯形件的充液拉深成形試驗(yàn)80-85
• 5.3.4.1 充液拉深試驗(yàn)設(shè)備及方法80-82
• 5.3.4.2 杯形件充液拉深試驗(yàn)結(jié)果及分析82-85
• 5.4 本章小結(jié)85-87
• 第六章 結(jié)論與展望87-89
• 6.1 結(jié)論87
• 6.2 展望87-89
• 參考文獻(xiàn)89-94
• 致謝94-96
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文96

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：548324