本文關(guān)鍵詞：1060鋁合金板材兩點(diǎn)對(duì)稱式漸進(jìn)成形破裂過程研究

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【摘要】：兩點(diǎn)對(duì)稱式漸進(jìn)成形是金屬板材漸進(jìn)成形工藝的一種重要形式,它是在單點(diǎn)漸進(jìn)成形的基礎(chǔ)上,通過對(duì)稱分布的兩工具頭來改善板材在變形過程中的成形條件,最終實(shí)現(xiàn)板材兩點(diǎn)對(duì)稱式漸進(jìn)塑性加工。由于兩點(diǎn)對(duì)稱式漸進(jìn)成形技術(shù)具有成形力小、受力均勻、抗切向扭曲、成形質(zhì)量和成形效率高等工藝優(yōu)勢(shì),近年來在金屬板材塑性加工領(lǐng)域中受到前所未有的關(guān)注。但在金屬板材多點(diǎn)漸進(jìn)成形過程中,破裂缺陷仍然是制約漸進(jìn)成形技術(shù)發(fā)展的瓶頸之一,因此開展金屬板材兩點(diǎn)對(duì)稱式漸進(jìn)成形的破裂過程研究,對(duì)提高板材成形質(zhì)量具有重要意義。本研究采用理論計(jì)算、數(shù)值模擬分析和成形實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法完成了以下工作:通過不同應(yīng)變速率下的單拉試驗(yàn),建立鋁合金板材漸進(jìn)成形韌性破裂準(zhǔn)則,并在此基礎(chǔ)上對(duì)板材漸進(jìn)成形破裂過程進(jìn)行定量分析;以韌性破裂準(zhǔn)則為判斷依據(jù),完成了成形方式及成形工藝參數(shù)對(duì)韌性破裂值的影響規(guī)律分析,并開展了板材破裂預(yù)測(cè)及工藝優(yōu)化相關(guān)工作。本文的主要研究成果:(1)通過單向拉伸實(shí)驗(yàn)和有限元數(shù)值模擬,分析1060鋁合金板材對(duì)拉伸過程中應(yīng)變速率的敏感特性,提出考慮應(yīng)變率效應(yīng)的鋁合金板材漸進(jìn)成形韌性破裂準(zhǔn)則;在此基礎(chǔ)上,通過缺口拉伸試驗(yàn)和和漸進(jìn)成形試驗(yàn),采用有限元數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法確定了韌性破裂準(zhǔn)則中的材料參數(shù)。(2)根據(jù)兩點(diǎn)對(duì)稱式漸進(jìn)成形的工藝特點(diǎn),建立有限元分析模型;以提出的考慮應(yīng)變率效應(yīng)的鋁合金板材漸進(jìn)成形韌性破裂準(zhǔn)則作為判斷破裂的依據(jù),通過二次開發(fā),利用有限元數(shù)值模擬實(shí)現(xiàn)了板材漸進(jìn)成形破裂過程的可視化,并對(duì)板材漸進(jìn)成形破裂的機(jī)制進(jìn)行探究。分析結(jié)果表明,當(dāng)韌性值達(dá)到一定條件時(shí),板材發(fā)生破裂,進(jìn)一步利用有限元數(shù)值模擬分析方法驗(yàn)證了板材破裂理論分析結(jié)果的正確性。最后借助金相組織觀察分析方法,從微觀角度分析了漸進(jìn)成形過程中晶粒組織的變化情況。(3)以本文提出的考慮應(yīng)變率效應(yīng)的鋁合金板材漸進(jìn)成形韌性破裂準(zhǔn)則為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn),從成形方式(分層加工、螺旋加工)、工藝參數(shù)(工具頭直徑、進(jìn)給量、進(jìn)給速度、板材厚度、成形角)角度出發(fā),定量的分析其對(duì)兩點(diǎn)對(duì)稱式漸進(jìn)成形破裂過程和成形性能的影響機(jī)制及規(guī)律。(4)通過CCD響應(yīng)曲面法建立以各成形工藝參數(shù)為影響因子,韌性破裂值為響應(yīng)因子的多元回歸破裂預(yù)測(cè)模型,并對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),進(jìn)一步通過成形實(shí)驗(yàn)和有限元數(shù)值模擬驗(yàn)證了破裂預(yù)測(cè)模型的正確性。通過以上研究,豐富和發(fā)展了板材漸進(jìn)成形缺陷研究領(lǐng)域,促進(jìn)了板材漸進(jìn)成形技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中的推廣和應(yīng)用。
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG306

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