發(fā)布時(shí)間：2017-05-25 09:11

  本文關(guān)鍵詞：汽車用輕量化鋁合金板材溫成形極限研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：現(xiàn)代汽車技術(shù)的三大發(fā)展主題為安全、節(jié)能、環(huán)保。為應(yīng)對(duì)這一發(fā)展趨勢(shì),汽車輕量化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,而車身材料的輕量化是推動(dòng)汽車輕量化的關(guān)鍵。材料的成形性技術(shù)則是材料輕量化的一個(gè)重要課題。選用包括鋁合金在內(nèi)的新型輕質(zhì)材料可實(shí)現(xiàn)減小汽車自身重量,以達(dá)到節(jié)能的目的。因此鋁合金的成形技術(shù)具有廣闊的技術(shù)發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用前景。鋁合金具有較高的比強(qiáng)度、良好的耐蝕性、可焊性、可回收性；但其冷成形性能、塑性性能相對(duì)較差。提升成形溫度可使其塑性提高、形變抗力降低,因此鋁合金溫成形技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。 汽車車身用鋁合金板材的溫成形是一個(gè)涉及到熱、力、微觀等多參數(shù)耦合的非線性過(guò)程,其溫沖壓工藝的應(yīng)用受到材料力學(xué)性能與微觀組織結(jié)構(gòu)、沖壓工藝參數(shù)與模具形狀設(shè)計(jì)等條件的限制。在金屬板材的塑性成形中,成形極限圖(Forming limit diagram-FLD)是判斷其成形成功與否的一個(gè)重要判據(jù)。針對(duì)特定材料的FLD的實(shí)驗(yàn)獲取方法比較復(fù)雜且如加載路徑、應(yīng)變速率、成形溫度等的影響因素眾多。盡管國(guó)內(nèi)外諸多學(xué)者已對(duì)高強(qiáng)鋼、鋁合金等輕量化材料在室溫下的FLD進(jìn)行了大量的研究,然而,對(duì)鋁合金板材在溫成形條件下成形極限圖的研究還鮮有涉及。有鑒于此,本文以汽車車身用輕量化6000系A(chǔ)l-Mg-Si合金為研究對(duì)象,圍繞其在溫成形溫度范圍內(nèi)的材料本構(gòu)關(guān)系、屈服準(zhǔn)則及各向異性特性,對(duì)其溫?zé)岢尚螛O限圖(TFLD, Thermal Forming Limit Diagram)的試驗(yàn)獲取方法、理論預(yù)測(cè)及其在溫成形條件下的有限元數(shù)值仿真和鋁合金溫沖壓成形的界面熱接觸特性等進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)與理論研究。 首先進(jìn)行了25～400℃不同溫度、兩種不同應(yīng)變速率下的6061-T6鋁合金板材單向拉伸試驗(yàn),獲得了6061-T6鋁合金板材在溫成形溫度范圍內(nèi)的熱力特性,根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果建立了考慮溫度的6061-T6鋁合金板材的塑性本構(gòu)方程及各向異性屈服函數(shù)；繼而通過(guò)半球形剛性凸模脹形試驗(yàn)法獲得了6061-T6鋁合金板材在溫?zé)釥顟B(tài)下的成形極限圖；以試驗(yàn)數(shù)據(jù)所得材料參數(shù),基于M-K凹槽理論建立了理論預(yù)測(cè)的6061-T6鋁合金板材溫成形FLD；用有限元分析軟件DYNAFORM建立了脹形試驗(yàn)的有限元模型,針對(duì)鋁合金實(shí)際沖壓成形的非等溫情況,研究了6061-T6鋁合金的模具板料界面換熱；進(jìn)行了鋁合金U形模具的實(shí)際沖壓試驗(yàn),驗(yàn)證了FLD在板材沖壓中的指導(dǎo)作用。
【關(guān)鍵詞】：輕量化 鋁合金 6061-T6 溫成形 成形極限圖
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U466
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-27
• 1.1 汽車用輕量化鋁合金概述10-19
• 1.1.1 汽車輕量化技術(shù)的發(fā)展10-12
• 1.1.2 鋁合金的特性及其分類12-16
• 1.1.3 鋁合金在汽車上的應(yīng)用16-19
• 1.2 鋁合金板材的溫成形技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展19-22
• 1.3 鋁合金的成形極限圖(FLD)22-26
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容26-27
• 2 6061-T6鋁合金的力學(xué)特性及其本構(gòu)描述27-45
• 2.1 6061-T6鋁合金溫成形狀態(tài)下的單向拉伸試驗(yàn)27-29
• 2.2 6061-T6鋁合金的溫成形力學(xué)特性29-35
• 2.2.1 不同溫度與不同應(yīng)變速率下的6061-T6真應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系29-31
• 2.2.2 6061-T6鋁合金板材溫?zé)釥顟B(tài)下力學(xué)性能參數(shù)的變化規(guī)律31-35
• 2.3 6061-T6鋁合金本構(gòu)關(guān)系描述35-38
• 2.3.1 常用的塑性本構(gòu)方程35-36
• 2.3.2 6061-T6鋁合金本構(gòu)關(guān)系的確定36-38
• 2.4 考慮溫度效應(yīng)的6061-T6鋁合金屈服準(zhǔn)則38-43
• 2.4.1 塑性成形的屈服準(zhǔn)則概述38-41
• 2.4.2 6061-T6鋁合金屈服準(zhǔn)則的建立41-43
• 2.5 本章小結(jié)43-45
• 3 6061-T6鋁合金溫?zé)岢尚螛O限圖試驗(yàn)研究45-58
• 3.1 成形極限圖(FLD)試驗(yàn)獲取方法45-47
• 3.2 溫成形極限圖試驗(yàn)平臺(tái)TFLD47-49
• 3.3 試驗(yàn)方案的確定與試驗(yàn)過(guò)程49-53
• 3.3.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>49
• 3.3.2 試驗(yàn)方案49
• 3.3.3 試驗(yàn)材料及制作49-51
• 3.3.4 試驗(yàn)過(guò)程與方法51-53
• 3.4 網(wǎng)格圓應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)及應(yīng)變分析53-55
• 3.4.1 應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)53
• 3.4.2 應(yīng)變分析53-55
• 3.5 6061-T6鋁合金溫成形極限圖試驗(yàn)結(jié)果及分析55-57
• 3.6 本章小結(jié)57-58
• 4 溫?zé)釥顟B(tài)下的塑性成形理論預(yù)測(cè)鋁合金成形極限圖58-67
• 4.1 板材成形極限過(guò)程中的塑性力學(xué)理論58-59
• 4.2 成形極限的常用塑性失穩(wěn)理論59-61
• 4.2.1 Hill集中性失穩(wěn)準(zhǔn)則59-60
• 4.2.2 Swift分散性失穩(wěn)準(zhǔn)則60
• 4.2.3 M-K凹槽理論60-61
• 4.3 基于M-K理論對(duì)6061-T6鋁合金溫成形極限的理論預(yù)測(cè)61-63
• 4.4 FLD的有限元仿真分析63-66
• 4.4.1 數(shù)值模型的建立63
• 4.4.2 沖壓力-位移曲線分析63-65
• 4.4.3 破裂位置分析65-66
• 4.5 本章小結(jié)66-67
• 5 鋁合金成形極限圖在溫沖壓中的應(yīng)用67-78
• 5.1 鋁合金溫沖壓工藝中的界面換熱67-72
• 5.1.1 鋁合金界面換熱的概念67-68
• 5.1.2 求解鋁合金界面換熱系數(shù)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)68-69
• 5.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析69-72
• 5.2 鋁合金U形沖壓對(duì)FLD的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證72-76
• 5.2.1 U形沖壓模具設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)過(guò)程72-74
• 5.2.2 U形沖壓過(guò)程中的溫度分布74-75
• 5.2.3 U形沖壓件的成形極限破裂分析75-76
• 5.3 FLD對(duì)汽車覆蓋件沖壓工藝的指導(dǎo)76-77
• 5.4 本章小結(jié)77-78
• 結(jié)論78-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況84-85
• 致謝85-87

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：393278