本文關(guān)鍵詞：6k21鋁合金板材拉剪變形行為的研究

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【摘要】：鋁合金板材受拉剪外載荷變形的情形經(jīng)常出現(xiàn)在汽車碰撞中。此外,板材成形過(guò)程中,有時(shí)由于受力情形復(fù)雜,經(jīng)常是兩向或三向外載的復(fù)合。拉剪變形情形是板材受載中常見(jiàn)的一種,之前國(guó)內(nèi)對(duì)鋁合金板材在拉剪作用力下的變形行為的研究鮮有。6k21鋁合金作為6系鋁合金的代表,在汽車覆蓋件生產(chǎn)制造中經(jīng)常被用到。本文主要以金屬板材拉剪變形行為的研究較匱乏為出發(fā)點(diǎn),通過(guò)對(duì)6k21-T4鋁合金工字形試樣施加水平和豎直方向的拉力,使其中間區(qū)域出現(xiàn)拉剪復(fù)合受載變形區(qū)來(lái)研究拉剪復(fù)合載荷下材料的變形行為。通過(guò)有限元分析軟件對(duì)不同軋制角?=0°、45°和90°和不同加載路徑?=90°、75°、60°、45°和30°下的工字形試樣進(jìn)行了分析,得到了試樣沿豎直方向的應(yīng)力-應(yīng)變曲線隨?、?的變化規(guī)律。分析結(jié)果表明,材料各向異性明顯出現(xiàn),隨著?角的減小,應(yīng)力-應(yīng)變曲線迅速降低。通過(guò)雙向線性比例加載試驗(yàn)裝置對(duì)上述有限元分析中對(duì)應(yīng)不同軋制角?和不同加載路徑?下的6k21-T4鋁合金工字形件進(jìn)行了拉剪試驗(yàn)。試驗(yàn)中,6k21鋁合金各向異性較明顯;且隨著?角的減小,應(yīng)力-應(yīng)變曲線迅速降低,同時(shí)試驗(yàn)的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、強(qiáng)度系數(shù)和硬化指數(shù)等均隨著?角的減小而迅速降低。試驗(yàn)結(jié)果跟有限元分析規(guī)律一致,有限元分析結(jié)果是可信的。以拉剪變形得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),通過(guò)對(duì)不同軋制方向的試驗(yàn)屈服軌跡與Miss、Hill 48和Barlat理論屈服軌跡進(jìn)行了對(duì)比,發(fā)現(xiàn)工字形試樣在拉剪載荷下為拉-壓應(yīng)力狀態(tài),試驗(yàn)屈服軌跡在以1 2?-?為坐標(biāo)軸的主應(yīng)力空間中的第四象限,且試驗(yàn)屈服點(diǎn)與常用于描述鋁合金板材的Barlat屈服軌跡最為接近。大變形中局部區(qū)域的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)明顯,若忽略轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)則會(huì)有虛假應(yīng)變的產(chǎn)生,使測(cè)量的應(yīng)變不準(zhǔn)確,甚至出現(xiàn)謬誤。拉剪變形中易于出現(xiàn)局部區(qū)域的較大轉(zhuǎn)動(dòng)。本文將和分解定理應(yīng)用到板材大變形中,通過(guò)和常用于應(yīng)變計(jì)算的Cauchy應(yīng)變張量、Green應(yīng)變張量進(jìn)行理論和試驗(yàn)的對(duì)比,證明了和分解定理在處理變形中存在較大轉(zhuǎn)動(dòng)問(wèn)題時(shí)計(jì)算應(yīng)變和轉(zhuǎn)動(dòng)角的準(zhǔn)確性及優(yōu)勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】：拉剪變形 軋制角α 加載路徑β 比例加載 大變形轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG146.21
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-20
• 1.1 引言9
• 1.2 金屬材料不同加載方式國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-17
• 1.2.1 雙拉試驗(yàn)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 雙壓試驗(yàn)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 剪切試驗(yàn)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.4 拉壓試驗(yàn)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14
• 1.2.5 拉（壓）扭試驗(yàn)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3 拉剪試驗(yàn)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4 本課題的研究意義及內(nèi)容18-20
• 第2章 拉剪變形試驗(yàn)原理20-26
• 2.1 引言20
• 2.2 拉剪試驗(yàn)原理20-21
• 2.3 軋制角 α 與加載路徑 β 角的規(guī)定21-23
• 2.3.1 軋制角 α 的規(guī)定21-22
• 2.3.2 加載路徑 β 角的規(guī)定22-23
• 2.4 拉剪受力分析23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-26
• 第3章 拉剪變形有限元分析26-36
• 3.1 引言26
• 3.2 材料機(jī)械性能的測(cè)試26-28
• 3.2.1 單拉應(yīng)力-應(yīng)變曲線26-27
• 3.2.2 材料性能參數(shù)27-28
• 3.3 拉剪變形有限元分析模型28-29
• 3.4 拉剪變形有限元分析結(jié)果29-35
• 3.4.1 應(yīng)力-應(yīng)變曲線30-32
• 3.4.2 a 對(duì)應(yīng)力-應(yīng)變曲線的影響32-34
• 3.4.3 a、b 對(duì)最大抗拉強(qiáng)度的影響34-35
• 3.5 本章小結(jié)35-36
• 第4章 拉剪變形的試驗(yàn)研究36-57
• 4.1 引言36
• 4.2 試驗(yàn)方案及材料36-40
• 4.2.1 試驗(yàn)設(shè)備36-38
• 4.2.2 試樣形狀尺寸及坯料38-39
• 4.2.3 拉剪試驗(yàn)方案39-40
• 4.3 拉剪應(yīng)力-應(yīng)變曲線分析40-48
• 4.3.1 試驗(yàn)真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線40-43
• 4.3.2 不同加載路徑 β 下應(yīng)力-應(yīng)變曲線的比較43-44
• 4.3.3 a、b 對(duì)屈服強(qiáng)度ss 的影響44-46
• 4.3.4 a、b 對(duì)抗拉強(qiáng)度bs 及其對(duì)應(yīng)下的應(yīng)變 εb的影響46-47
• 4.3.5 b 對(duì)硬化指數(shù)n和強(qiáng)度系數(shù)k的影響47-48
• 4.4 b 對(duì)最大主應(yīng)變的影響48-51
• 4.5 拉剪試驗(yàn)屈服軌跡的研究51-56
• 4.5.1 三種屈服準(zhǔn)則簡(jiǎn)介及其軌跡方程的確定51-53
• 4.5.2 試驗(yàn)屈服時(shí)主應(yīng)力1s 和2s 的確定53-54
• 4.5.3 試驗(yàn)屈服軌跡和理論屈服軌跡的對(duì)比54-55
• 4.5.4 a、b 對(duì)試驗(yàn)屈服軌跡的影響55-56
• 4.6 本章小結(jié)56-57
• 第5章 拉剪變形下轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)的研究57-70
• 5.1 引言57
• 5.2 和分解定理簡(jiǎn)介57-59
• 5.3 三種變形公式計(jì)算結(jié)果的理論對(duì)比59-63
• 5.4 和分解定理的試驗(yàn)驗(yàn)證63-69
• 5.5 本章小結(jié)69-70
• 結(jié)論70-71
• 參考文獻(xiàn)71-77
• 致謝77

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 鄭鈺;李宏燁;莊新村;趙震;;金屬板料剪切試驗(yàn)方法及應(yīng)用的研究現(xiàn)狀[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);2014年03期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 黃建科;金屬成形過(guò)程的細(xì)觀損傷力學(xué)模型及韌性斷裂準(zhǔn)則研究[D];上海交通大學(xué);2009年

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本文編號(hào)：743650