發(fā)布時間：2017-08-31 05:42

  本文關(guān)鍵詞：鋁合金整體壁板多點對壓成形的裂紋預(yù)測與控制

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【摘要】：鋁合金整體壁板具有結(jié)構(gòu)效率高、重量輕、強度高等一系列優(yōu)點,作為一種結(jié)構(gòu)承力件越來越多應(yīng)用于飛機(jī)機(jī)身、機(jī)翼、火箭貯箱、空間站密封艙等。鋁合金整體壁板由于結(jié)構(gòu)的特殊性,其加工成形過程復(fù)雜,成形效率低,容易產(chǎn)生裂紋缺陷等。多點對壓成形是一種柔性加工成形方法,成形效率高,用多點成形方法成形鋁合金整體壁板能夠解決加工成形效率低的問題,但應(yīng)該避免在成形過程中產(chǎn)生裂紋缺陷。本文主要研究鋁合金整體壁板典型筋條結(jié)構(gòu)多點對壓成形過程中裂紋產(chǎn)生的類型,分析了裂紋產(chǎn)生的機(jī)制和原因。研究了在成形過程中沖頭尺寸、變形量、成形道次、變路徑成形等對裂紋產(chǎn)生的影響,找到減小或抑制裂紋缺陷的措施。具體內(nèi)容如下:1.通過對鋁合金材料7B04-T7451進(jìn)行單向拉伸實驗和平面拉伸實驗,求出材料的各向異性屈服應(yīng)力比率等參數(shù),建立7B04-T7451材料模型。對拉伸斷口微觀形貌進(jìn)行分析確定了斷裂的類型。對單向拉伸實驗和平面拉伸實驗過程進(jìn)行模擬,并對拉伸后的試件應(yīng)變進(jìn)行測量,求出韌性斷裂準(zhǔn)則中材料參數(shù)。2.對鋁合金整體壁板典型筋條結(jié)構(gòu)進(jìn)行三點彎曲實驗和模擬,用Python語言編寫的韌性斷裂準(zhǔn)則腳本程序,對模擬結(jié)果中的應(yīng)力應(yīng)變等數(shù)據(jù)按照相應(yīng)的積分公式進(jìn)行計算,通過積分值的大小分布和實驗對比,找到合適的韌性斷裂準(zhǔn)則。對鋁合金整體壁板典型結(jié)構(gòu)進(jìn)行多點對壓成形實驗,并對裂紋的微觀形貌進(jìn)行分析。對實驗過程進(jìn)行模擬,并用腳本程序?qū)δM結(jié)果中的應(yīng)力應(yīng)變等數(shù)據(jù)按照相應(yīng)的積分公式計算,得積分值的分布,找到了適合預(yù)測整體壁板多點對壓成形中裂紋產(chǎn)生的韌性斷裂準(zhǔn)則。3.研究了多點成形中沖頭尺寸對鋁合金整體壁板典型筋條結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變及韌性斷裂準(zhǔn)則積分值的影響,沖頭尺寸與裂紋產(chǎn)生位置的關(guān)系。研究了成形方式對鋁合金整體壁板典型結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變和裂紋產(chǎn)生位置和啟裂時刻的關(guān)系。4.研究了變形量對鋁合金整體壁板典型結(jié)構(gòu)多點對壓成形中裂紋產(chǎn)生及壁板筋條失穩(wěn)的影響。并對鋁合金整體壁板典型結(jié)構(gòu)進(jìn)行多道次成形,研究成形道次對裂紋產(chǎn)生的影響,結(jié)果表明合理的成形道次能夠顯著降低裂紋出現(xiàn)的幾率。同時研究了連續(xù)變路徑成形對裂紋產(chǎn)生的影響,結(jié)果表明合理的變形路徑能夠明顯減小裂紋出現(xiàn)的風(fēng)險。多道次成形和連續(xù)變路徑成形能夠有效的減小或抑制鋁合金整體壁板多點對壓成形中裂紋的產(chǎn)生。
【關(guān)鍵詞】：鋁合金整體壁板 多點對壓成形 斷裂準(zhǔn)則 裂紋預(yù)測
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG306
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 引言12
• 1.2 鋁合金整體壁板的優(yōu)點12-13
• 1.3 整體壁板成形方法及存在的問題13-17
• 1.3.1 滾彎成形13-14
• 1.3.2 蠕變時效成形14-15
• 1.3.3 噴丸成形15-16
• 1.3.4 壓彎成形16-17
• 1.4 多點對壓成形方法17
• 1.5 常見的韌性斷裂準(zhǔn)則17-19
• 1.6 整體壁板成形的數(shù)值模擬19-20
• 1.7 研究意義及主要內(nèi)容20-22
• 第2章 鋁合金材料及韌性斷裂準(zhǔn)則參數(shù)的求取22-36
• 2.1 引言22
• 2.2 單向拉伸和平面拉伸實驗22-29
• 2.2.1 屈服準(zhǔn)則22-23
• 2.2.2 實驗試樣23-25
• 2.2.3 拉伸斷口微觀形貌25-27
• 2.2.4 材料參數(shù)的求取27-29
• 2.3 韌性斷裂準(zhǔn)則參數(shù)的求取方法29-31
• 2.3.1 試驗法29-30
• 2.3.2 混合法30-31
• 2.4 混合法求韌性斷裂準(zhǔn)則參數(shù)31-35
• 2.4.1 單向拉伸和平面拉伸模擬31-33
• 2.4.2 拉伸試件應(yīng)變測量33-34
• 2.4.3 應(yīng)變測量結(jié)果34-35
• 2.4.4 韌性斷裂準(zhǔn)則參數(shù)35
• 2.5 小結(jié)35-36
• 第3章 韌性斷裂準(zhǔn)則的選取36-46
• 3.1 引言36
• 3.2 用Python編寫斷裂準(zhǔn)則腳本程序36-37
• 3.3 壁板典型結(jié)構(gòu)壓彎實驗和數(shù)值模擬37-40
• 3.3.1 壁板筋條壓彎實驗37-38
• 3.3.2 壁板筋條壓彎實驗的積分值分布38-40
• 3.4 壁板多點對壓成形實驗和數(shù)值模擬40-45
• 3.4.1 壁板筋條多點對壓成形實驗40-42
• 3.4.2 壁板裂紋處微觀形貌42-43
• 3.4.3 壁板筋條多點對壓成形的韌性斷裂準(zhǔn)則積分值分布43-45
• 3.5 小結(jié)45-46
• 第4章 壁板多點對壓中裂紋啟裂時刻及位置46-60
• 4.1 引言46
• 4.2 基本體沖頭尺寸的選擇46-51
• 4.2.1 沖頭尺寸對等效應(yīng)力分布影響46-47
• 4.2.2 沖頭尺寸對等效應(yīng)變分布影響47-49
• 4.2.3 沖頭尺寸與韌性斷裂準(zhǔn)則積分值的關(guān)系49-51
• 4.3 成形方式對壁板變形的影響51-58
• 4.3.1 成形方式對等效應(yīng)力分布影響51-53
• 4.3.2 成形方式對等效應(yīng)變分布的影響53-54
• 4.3.3 不同成形方式壁板裂紋產(chǎn)生的位置54-58
• 4.4 小結(jié)58-60
• 第5章 變形路徑對整體壁板裂紋產(chǎn)生的影響60-80
• 5.1 引言60
• 5.2 變形量對裂紋產(chǎn)生和失穩(wěn)的影響60-67
• 5.2.1 變形量對壁板應(yīng)力和應(yīng)變的影響60-63
• 5.2.2 變形量對壁板多點成形裂紋的影響63-65
• 5.2.3 變形量對壁板筋條失穩(wěn)的影響65-67
• 5.3 多道次成形對整體壁板裂紋產(chǎn)生的影響67-71
• 5.3.1 多道次成形特點67-68
• 5.3.2 成形道次對壁板裂紋產(chǎn)生的影響68-71
• 5.4 連續(xù)變路徑對壁板裂紋產(chǎn)生和失穩(wěn)的影響71-77
• 5.4.1 變路徑對壁板裂紋產(chǎn)生的影響71-74
• 5.4.2 變形路徑對壁板筋條失穩(wěn)的影響74-75
• 5.4.3 變形路徑對壁板等效應(yīng)力影響75-77
• 5.5 整體壁板多點對壓成形裂紋產(chǎn)生抑制措施77-78
• 5.6 小結(jié)78-80
• 第6章 結(jié)論與展望80-82
• 參考文獻(xiàn)82-88
• 致謝88

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本文編號：763791