發(fā)布時間：2021-04-27 11:25

　　隨著航空航天工業(yè)的發(fā)展,新一代的運載裝備提出了大型化、輕量化、長壽命和高可靠等要求,出現一類尺寸大、形狀復雜、性能要求高的復雜整體薄壁構件。因為現有薄壁板坯的尺寸限制,需要采用拼焊坯料制造此類大尺寸整體薄壁構件。對于鋁合金等室溫下塑性差的輕質材料,需要在熱態(tài)下成形以提高其成形性能。但是,鋁合金拼焊坯料在高溫變形過程中存在焊縫變形不協調、易開裂等問題。本文以2A12鋁合金板材為對象,研究了高溫下鋁合金板坯的變形特性與本構模型,以及其拼焊板坯在單向和雙向應力狀態(tài)下的熱態(tài)氣壓成形規(guī)律,進而探究了異形截面薄壁零件的熱態(tài)氣壓成形新工藝。為了準確地分析鋁合金在高溫下的變形特性,建立了基于數字圖像相關技術（DIC）的高溫單向拉伸實時應變測量裝置,研究了室溫至475℃、應變速率0.001-0.1s-1條件下的高溫變形行為,獲得了不同條件下2A12板材的抗拉強度、斷后延伸率及各向異性參數。研究了高溫單向拉伸變形過程中的全場應變分布,分析了不同溫度、不同應變速率條件下應變分布的變化規(guī)律。通過選取不同長度的標距段以及不同位置的局部點,分析了不同變形區(qū)域內的應變速率及流動應力變化規(guī)律。為了準確描述鋁合金的高溫... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數】：130 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 鋁合金板材熱成形技術研究現狀
        1.2.1 超塑性成形技術
        1.2.2 快速氣壓成形技術
        1.2.3 熱沖壓成形技術
    1.3 鋁合金拼焊板材制備及應用
        1.3.1 鋁合金焊接技術
        1.3.2 鋁合金拼焊板應用
    1.4 鋁合金板材高溫變形行為研究現狀
        1.4.1 高溫變形行為測試與表征方法
        1.4.2 高溫變形本構模型
        1.4.3 幾何非均勻材料變形行為
        1.4.4 組織性能非均勻材料變形行為
        1.4.5 拼焊板高溫變形行為
    1.5 課題研究的意義和主要內容
第2章 2A12鋁合金板材高溫拉伸變形行為
    2.1 引言
    2.2 基于DIC系統的板材高溫拉伸測試裝置
        2.2.1 測試裝置總體方案
        2.2.2 溫度控制單元
        2.2.3 應變測量單元
    2.3 實驗材料及方案
        2.3.1 實驗材料
        2.3.2 熱拉伸實驗方案
    2.4 應變非均勻表征
        2.4.1 不同變形量時應變分布
        2.4.2 不同應變速率時應變分布
        2.4.3 不同溫度時應變分布
    2.5 應變速率非均勻表征
        2.5.1 不同標距段應變速率
        2.5.2 不同局部點應變速率
    2.6 高溫變形各向異性
        2.6.1 不同方向流動應力
        2.6.2 不同方向抗拉強度
        2.6.3 不同方向斷裂延伸率
        2.6.4 不同方向厚向異性指數
    2.7 本章小結
第3章 2A12鋁合金板材高溫本構模型
    3.1 引言
    3.2 高溫流動應力曲線確定方法
        3.2.1 應力應變曲線計算方法
        3.2.2 不同標距段應力應變曲線
        3.2.3 不同局部點應力應變曲線
    3.3 基于恒定應變速率的高溫本構模型
        3.3.1 高溫拉伸應力應變曲線
        3.3.2 Fields-Backofen模型
        3.3.3 Johnson-Cook模型
        3.3.4 Arrhenius模型
        3.3.5 模型精度分析
    3.4 基于實時應變速率的雙冪函數本構模型
        3.4.1 模型的建立
        3.4.2 模型特性分析
        3.4.3 模型參數確定
        3.4.4 模型精度分析
    3.5 本章小結
第4章 2A12鋁合金拼焊板高溫拉伸變形行為
    4.1 引言
    4.2 攪拌摩擦焊板高溫拉伸變形行為
        4.2.1 焊接工藝及實驗方案
        4.2.2 應變的非均勻分布及其演變
        4.2.3 不同焊接參數板材高溫變形行為
        4.2.4 焊縫不同區(qū)域高溫力學性能
    4.3 熔焊板高溫拉伸變形行為
        4.3.1 熔焊工藝及方案
        4.3.2 應變的非均勻分布及其演變
        4.3.3 焊縫不同區(qū)域高溫力學性能
    4.4 本章小結
第5章 2A12鋁合金拼焊板熱態(tài)氣壓脹形變形行為
    5.1 引言
    5.2 實驗裝置及方案
        5.2.1 系統總體方案
        5.2.2 溫度控制單元
        5.2.3 氣壓控制單元
    5.3 2A12板材熱態(tài)氣壓脹形變形行為
        5.3.1 應變分布特征
        5.3.2 不同溫度下脹形變形行為
    5.4 2A12攪拌摩擦焊板材熱態(tài)氣壓脹形變形規(guī)律
        5.4.1 應變分布特征
        5.4.2 不同焊接參數下脹形變形行為
    5.5 2A12熔焊板材熱態(tài)氣壓脹形變形行為
        5.5.1 應變分布特征
        5.5.2 不同溫度下熔焊板材脹形變形行為
    5.6 高溫變形焊縫強度設計準則
    5.7 本章小結
第6章 2A12鋁合金異形截面薄壁零件熱態(tài)氣壓成形
    6.1 引言
    6.2 零件特征分析及成形新工藝
        6.2.1 零件形狀及尺寸
        6.2.2 熔焊制坯-熱氣壓成形-攪拌摩擦拼焊工藝方法
    6.3 預制坯形狀設計及數值模擬
        6.3.1 圓錐形預制坯
        6.3.2 異形截面預制坯
        6.3.3 數值模擬模型
        6.3.4 不同預制坯變形過程
    6.4 異形截面零件熱態(tài)氣壓脹形變形規(guī)律
        6.4.1 應力分布規(guī)律
        6.4.2 壁厚分布規(guī)律
    6.5 異形截面零件熱態(tài)氣壓成形實驗研究
        6.5.1 實驗裝置
        6.5.2 貼模精度
        6.5.3 壁厚分布
    6.6 本章小結
結論
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷
附件


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3163384