本文關(guān)鍵詞：7075鋁合金厚板的多道次蛇形熱軋仿真與分析研究

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【摘要】：鋁合金板材是一種具有高比模量和比強(qiáng)度的板材,廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備及航空航天領(lǐng)域。尤其在航空航天方面,鋁合金成本低廉的特點(diǎn)讓它在鈦合金以及復(fù)合材料等新型材料的強(qiáng)力競爭中依然保有優(yōu)勢(shì)。隨著科技的不斷進(jìn)步,鋁合金板材逐步向著大型化、整體化、組織性能均勻化與優(yōu)質(zhì)化方向發(fā)展,鋁合金厚板在各行業(yè)中的需求變得越來越大。蛇形熱軋技術(shù)是目前生產(chǎn)制備鋁合金厚板的新型軋制技術(shù),雖然已有不少該技術(shù)的相關(guān)研究,但多集中于對(duì)單道次的蛇形熱軋技術(shù)的研究,而對(duì)多道次蛇形熱軋的研究比較少見。實(shí)際生產(chǎn)中,蛇形熱軋的工藝是由多個(gè)道次組成的,因此有必要對(duì)多道次的蛇形熱軋技術(shù)進(jìn)行研究進(jìn)而探索提高改善多道次蛇形熱軋的方法,為鋁合金厚板的加工技術(shù)提供新思路。本文以7075鋁合金為研究對(duì)象,采用有限元數(shù)值模擬仿真的方法,研究單道次和多道次的蛇形熱軋仿真建模技術(shù),并對(duì)多道次蛇形熱軋中的各道次壓下量負(fù)荷分配和溫度場非對(duì)稱強(qiáng)度對(duì)鋁合金厚板厚度方向應(yīng)力、應(yīng)變的影響進(jìn)行分析,為多道次蛇形熱軋工藝提供有益的參考。本研究得到的主要結(jié)果與結(jié)論如下:(1)研究了蛇形軋制的咬入條件與本構(gòu)模型、邊界條件等關(guān)鍵技術(shù),構(gòu)建了鋁合金厚板的蛇形軋制有限元模型,并通過仿真結(jié)果與文獻(xiàn)結(jié)果的比較驗(yàn)證了模型的誤差不超過10%。(2)研究了多道次蛇形熱軋壓下量負(fù)荷分配對(duì)軋件沿厚度方向應(yīng)力、應(yīng)變的影響。與對(duì)稱軋制不同,軋件應(yīng)變并不是按板厚中心面對(duì)稱分布的,慢速輥一側(cè)的應(yīng)變明顯小于快速輥一側(cè),且壓下量對(duì)稱遞增分配產(chǎn)生的應(yīng)變最大,單向遞增分配產(chǎn)生的應(yīng)變最小。(3)分析了多道次蛇形熱軋中壓下量負(fù)荷分配對(duì)軋件中心點(diǎn)剪切變形的影響。對(duì)稱遞減分配方案產(chǎn)生的剪切應(yīng)變最大,而單向遞增分配方案產(chǎn)生的剪切應(yīng)變最小,可見對(duì)稱遞減分配方案更利于中心部分發(fā)生充分變形而使得晶粒變細(xì)。(4)多道次蛇形熱軋中,軋件的應(yīng)力分布也是非對(duì)稱的,靠近快速輥的等效應(yīng)力明顯大于靠近慢速輥的等效應(yīng)力。對(duì)稱遞增分配方案引起的等效應(yīng)力最大,而單向遞減分配方案引起的等效應(yīng)力最小。(5)探究了溫度場的非對(duì)稱強(qiáng)度對(duì)軋件殘余應(yīng)力、應(yīng)變的影響。蛇形熱軋的溫度場非對(duì)稱性強(qiáng)度對(duì)軋件的應(yīng)力、應(yīng)變的大小和分布有一定的影響,溫度場的非對(duì)稱強(qiáng)度越強(qiáng)并不意味著軋件的殘余應(yīng)力、應(yīng)變量越大,即殘余應(yīng)力、應(yīng)變不與溫度場的非對(duì)稱強(qiáng)度呈正相關(guān)關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】：7075鋁合金 多道次蛇形熱軋 道次壓下量負(fù)荷分配 溫度場非對(duì)稱強(qiáng)度 有限元模擬
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG339
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-24
• 1.1 引言8-9
• 1.2 7075鋁合金及其厚板的生產(chǎn)工藝簡介9-12
• 1.2.1 7075鋁合金9-10
• 1.2.2 7075鋁合金厚板的生產(chǎn)工藝10-12
• 1.3 厚板的軋制工藝發(fā)展介紹12-18
• 1.3.1 引言12-13
• 1.3.2 對(duì)稱軋制13-14
• 1.3.3 非對(duì)稱軋制14-17
• 1.3.4 蛇形軋制17-18
• 1.4 蛇形熱軋工藝的研究進(jìn)展18-21
• 1.4.1 蛇形熱軋對(duì)軋板曲率及組織和性能的影響18-20
• 1.4.2 蛇形熱軋工藝參數(shù)對(duì)厚板心部應(yīng)變的影響20
• 1.4.3 蛇形熱軋中溫度場出現(xiàn)的非對(duì)稱性20-21
• 1.5 課題研究意義、目的及內(nèi)容21-22
• 1.5.1 研究目的及意義21-22
• 1.5.2 研究內(nèi)容22
• 1.6 論文的技術(shù)路線22-24
• 第2章 軋制有限元仿真關(guān)鍵技術(shù)24-31
• 2.1 引言24
• 2.2 仿真方案24-25
• 2.3 材料模型的建立25-30
• 2.3.1 7075鋁合金的物理性能參數(shù)25-26
• 2.3.2 7075鋁合金本構(gòu)模型的確定26-27
• 2.3.3 材料本構(gòu)模型在有限元軟件中的建模27-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第3章 單道次蛇形熱軋的仿真建模31-40
• 3.1 蛇形軋制的咬入條件31
• 3.2 單道次蛇形熱軋的工藝參數(shù)31-33
• 3.3 單道次蛇形熱軋的邊界條件33-35
• 3.3.1 摩擦邊界條件33
• 3.3.2 熱邊界條件33-35
• 3.4 單道次蛇形熱軋的單元選取和網(wǎng)格劃分35-37
• 3.4.1 單元的選取35
• 3.4.2 網(wǎng)格劃分35-37
• 3.5 單道次蛇形熱軋仿真模型的正確性驗(yàn)證37-38
• 3.6 本章小結(jié)38-40
• 第4章 多道次蛇形熱軋的仿真40-51
• 4.1 引言40
• 4.2 多道次蛇形熱軋的邊界條件40-42
• 4.2.1 各道次機(jī)架間隔距離的選定40-41
• 4.2.2 摩擦邊界條件和熱邊界條件41-42
• 4.3 多道次蛇形熱軋的各道次壓下量安排42-45
• 4.4 多道次蛇形熱軋的仿真結(jié)果45-49
• 4.4.1 7075鋁合金厚板的溫度變化45-46
• 4.4.2 7075鋁合金厚板的等效應(yīng)變、等效應(yīng)力及心部的剪切應(yīng)變46-49
• 4.5 多道次壓下量負(fù)荷分配對(duì)厚板內(nèi)等效應(yīng)力應(yīng)變的影響49
• 4.6 本章小結(jié)49-51
• 第5章 不同非對(duì)稱強(qiáng)度溫度場的蛇形熱軋仿真51-56
• 5.1 蛇形熱軋中溫度場的非對(duì)稱性51
• 5.1.1 蛇形熱軋溫度場非對(duì)稱性的概念51
• 5.1.2 蛇形熱軋溫度場的非對(duì)稱性原因和評(píng)價(jià)非對(duì)稱強(qiáng)度方法51
• 5.2 溫度場的非對(duì)稱強(qiáng)度的控制51-52
• 5.3 不同非對(duì)稱強(qiáng)度溫度場的蛇形熱軋的仿真結(jié)果52-54
• 5.4 本章小結(jié)54-56
• 第6章 總結(jié)與展望56-58
• 6.1 總結(jié)56
• 6.2 本文的不足與展望56-58
• 參考文獻(xiàn)58-61
• 攻讀學(xué)位期間主要的研究成果61-62
• 致謝62-63

【相似文獻(xiàn)】

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