铝合金薄壁矩形管绕弯成形起皱极限的预测

失稳起皱是铝合金薄壁矩形波导管绕弯成形过程中的主要缺陷之一,严重制约着薄壁矩形管绕弯成形极限的提高。笔者采用有限元数值模拟结合正交回归分析的方法,建立了薄壁矩形管绕弯成形起皱波纹度回归预测模型,并通过实验验证了该模型的可靠性;在此基础上推导出了基于失稳起皱成形极限的解析模型。研究获得了芯头个数、防皱块与管坯间隙及芯模与管坯间隙对起皱极限的影响规律,并获得了铝合金薄壁矩形管绕弯成形起皱极限图。该研究为提高实际生产中薄壁矩形管绕弯成形质量提供了依据和指导。     

基于M-K理论的6016铝合金成形极限曲线预测

近年来,为实现汽车车身轻量化,大量的铝合金材料被用于汽车车身制造,由于6016铝合金具有良好的烘烤性能,被大量使用.但是传统的冷成形技术并不能成形复杂零件,因此热冲压-冷模具淬火成形技术被用到铝合金的成形过程中,板材成形领域中一个重要的性能指标是成形极限.本论文使用理论预测和试验两种方法对6016铝合金成形极限曲线进行了研究.首先,建立了考虑应变强化和应变速率强化的Fields-Bachofen本构方程,并将此本构方程引入到成形极限理论推导过程中;然后,基于M-K凹槽理论,对6016铝合金成形极限曲线进行了理论预测,并且采用Nakazima试验方法对预测结果进行了验证.结果显示,随着初始厚度不均度的增加,预测曲线向纵坐标的正方向移动;通过实验值和预测值的对比发现M-K凹槽理论对成形极限曲线的预测是可行的、准确的.     

5083铝合金GTN损伤参数求解与成形极限预测

GTN(Gurson-Tvergaard-Needleman)损伤模型被广泛用于预测金属的韧性断裂,但损伤参数多且求解困难,限制了其实际应用。以5083铝合金为研究对象,通过扫描电镜观察不同变形阶段拉伸试样的孔洞体积占比确定GTN损伤参数的取值范围;借助中心复合实验设计方法构造拉伸曲线关键变量与GTN损伤参数的响应曲面模型,应用NSGA-II遗传算法优化铝合金板料的损伤参数;将优化后的GTN损伤参数应用于有限元分析中,利用数值模拟方法预测5083铝合金的成形极限图(FLD),并通过Nakazima试验测得铝合金板料的FLD,与数值模拟结果进行对比分析。研究结果表明：GTN损伤模型预测的FLD与实验结果的相对误差在10%以内,且拉压变形区域的预测精度高于双拉变形区域的预测精度。     

7075-T6高强度铝合金温热条件下的拉深成形性能

采用温热拉深试验方法研究了在50~250 °C范围内,温度、压边力和成形速度对高强度铝合金7075-T6成形性能的影响.结果表明：在等温条件下,7075 T6的极限拉深比随着温度升高而先增后减;在差温条件下,极限拉深比随着温度升高而增大,当温度超过150 °C时,其极限拉深比较等温条件的大;随着温度升高,拉深成形所需要的力降低;在等温或差温条件下,虽其极限拉深比的差别较大,但其杯形件厚度的变化规律基本一致;当压边力为5 kN,速度为10 mm/min时,试样的成形性能最佳.     

汽车用5182铝合金的温拉深成形性能

在变形温度为303～573K,拉深速度为0.1～1.5mm/s,压边力为2.0～3.5N/mm2的条件下,采用差温拉深试验,对汽车用5182铝合金板拉深成形性能进行研究。研究结果表明:5182铝合金的极限拉深比LDR并不随着变形温度的升高而单调增加,在523K时达到最大值2.5,之后随着温度的继续升高,极限拉深比反而下降;当压边力小于3.0N/mm2时,随着压边力的增加,LDR逐渐增大,但当压边力超过3.0N/mm2时,LDR迅速减小;5182铝合金板低速拉深时的成形性能(小于0.5mm/s)比快速拉深的成形性能好。     

6201铝合金管材半固态连续扩展成形实验研究

采用半固态连续扩展成形技术,成功地试制了扩展比为3 52的6201铝合金管材·对其微观组织和力学性能的变化及机理进行了研究·实验表明:出模温度超过510℃时,其组织发生完全再结晶;T6,TA状态半固态连续扩展成形管材的强度随着时效时间的增加呈明显的上升趋势,而延伸率则呈明显的下降趋势·扩展成形工艺的关键在于确保成形终了温度高于520℃,T6状态的管材抗拉强度为299MPa,延伸率为9 4%;TA状态的管材抗拉强度为258MPa,延伸率为12 4%;力学性能演化机理分析表明,采用合适的连续扩展成形工艺与时效处理工艺能保证获得拉伸强度和延伸率匹配最佳的6201母线管材·     

理论成形极限曲线的探讨与研究

本文对板料胀形成形时产生集中性失稳的条件提出新的假设,认为最大主应力是决定性因素。由此导出一条理论成形极限曲线並通过试验验证该曲线更为接近实际。     

喷射成形Al-Zn-Mg-Cu系超高强度铝合金热处理制度的实验研究

研究了喷射成形Al-Zn-Mg-Cu系超高强度铝合金的沉积态和挤压态的组织，对挤压态合金进行了固溶处理和时效处理，得到了时效硬度曲线，并进行了力学性能测试．结果显示：沉积态合金孔隙较多；挤压态合金内存在大量的颗粒，经能谱分析为富铜相；固溶温度达到490℃时，晶界出现熔化现象．时效硬度曲线表明：采用120℃时效，在15～25h之间达到硬度峰值；采用135℃时效，达到硬度峰值的时间与合金的成分有关，随着Zn含量的增加，达到硬度峰值的时间变短，而抗拉强度基本稳定在700MPa左右．     

基于晶体塑性模型的板料成形极限预测

用晶体塑性模型及M-K理论对具有初始织构的金属板坯的成形极限(FLD)进行分析,研究了初始缺陷、材料参数及初始织构对成形极限应变的影响.结果表明,晶体塑性理论能较好地预测金属板坯的成形极限曲线,同时通过初始织构及其演化的模拟能成功地分析材料各向异性对FLD的影响.     

铝合金轮毂成形工艺的应用与研究进展

综述了国内外在铝合金轮毂成形工艺方面的研究和应用情况,重点阐述了铝合金轮毂旋压成形工艺的最新进展,介绍了铝合金轮毂的铸旋成形新工艺.对铝合金轮毂成形工艺的发展趋势进行了展望,并对进一步的研究方向提出了建议.     

成形路径对钢板织构成形极限的影响

完成了冲压过程中可能出现的几种应变路径(单向拉伸、等双向拉伸、单拉-等双拉、等双拉-单拉路径)和不同应变量共14种状态的极图测定,分析了各种情况下织构的变化,讨论了材料取向的变化对于复杂路径成形极限的影响。     

铝合金表面稀土转化膜成膜机理初探

用电化学测试方法、ＸＰＳ技术等研究了ＣＫＳ转化膜的形式过程及其组成,元素价态及元素在膜中沿深度的分布规律,在此基础上提出了ＣＫＳ转化膜的成膜机理。     

焊管液压成形极限的数值仿真分析

建立了反映焊缝、热影响区和母材3部分结构的焊管有限元模型,采用应变增量比作为数值仿真中的颈缩判据,计算出液压成形条件下QSTE340焊管的成形极限曲线,并利用数值仿真的工艺路径完成了QSTE340焊管成形极限的实验测定.结果表明,数值仿真所得成形极限曲线与其实验值较为吻合,最先发生颈缩的位置位于紧邻焊接区的母材单元上,与其实验观察的颈缩发生位置相一致,从而验证了所提数值仿真方法的可靠性.     

弯曲铝合金方管的轴压性能试验研究

为研究带初弯曲度铝合金方管的轴压承载力,完成了8个试件的轴压稳定性试验,并建立了与试验条件一致的有限元模型。通过对比试验和有限元分析结果验证了有限元模型的可靠性。结果表明,带有较大初弯曲度铝合金方管的破坏模式为整体弯曲失稳。最后,根据有限元分析结果拟合得到较大初弯曲度铝合金方管的整体稳定系数计算式,并将拟合计算式结果和数值分析结果及试验结果进行对比,验证了计算式的正确性。     

聚丙烯(PP)材料在不同应变速率下的缺口敏感性实验研究

对聚丙烯(PP)材料在应变率跨越10-4-10-1量级范围内的缺口敏感性做了实验研究,实验结果表明,PP试样,无论带缺口还是不带缺口,对应变率具有一定的敏感性;PP的缺口试样在不同应变率下的拉伸强度极限随着缺口深度的增加而有所增加,而与缺口底部圆弧半径没有明显的关系;以缺口敏感度NSR衡量,PP对缺口是不敏感的。     

应力-应变曲线形式对铝合金板料成形极限的影响

为使板料的成形性分析更符合实际,以Marciniak-Kuczynski(M-K)理论为基础,提出了采用应力-应变测量数据预测铝合金板料成形极限的方法.分别采用应力-应变测量数据、幂指数以及多项式拟合曲线三种应力-应变形式对6016-T4和7075-T6铝合金板料的成形极限进行研究.通过单向拉伸实验得到材料的应力-应变数据,构建了不同形式的曲线模型,计算了相应的极限应变,并绘制了板料成形极限曲线.将理论上预测的FLC与胀形实验结果进行对比,结果表明,采用应力-应变测量数据对板料成形极限的预测最好,而常用的幂指数拟合曲线得到的预测结果与实验存在一定的偏差.     

矩形盒零件拉深成形极限的模拟研究与分析

矩形盒在深拉深时会产生断裂或皱曲，影响成形极限的工艺因素有很多，利用锻造模拟分析软件Qform2D／3D，对拉深过程重要工艺参数（即rc／B、rd等）进行模拟分析，讨论它们对矩形盒一次拉深成形极限的影响。     

摩托车铝合金减震筒液态挤压成形压力的分析及计算

采用液态挤压代替压力铸造生产摩托车的铝合金减震筒，不仅克服了压铸件内部易形成气孔和氧化夹杂物的缺陷，而且提高了成品率，降低了产品成本。在分析出减震筒液态挤压成形过程的基础上，提出了成形压力计算的筒化模型，并采用采形功法推导了成形压力计算公式，得到了适合实际应用的结果。     

铝合金弧面节点板冲压成形回弹特性研究

板式节点是铝合金单层网壳中最为常用的节点形式之一,为了满足网壳曲面的造型要求,其节点板通常采用冲压成形的弧面板。回弹是节点板成形过程的主要缺陷,准确预测回弹量是保证加工精度的关键。为此基于ABAQUS/ExplicitStandard平台模拟了弧面节点板的冲压成形过程,并将节点板回弹量与实际加工数据进行对比,验证了有限元模型的有效性。对铝合金材料参数、冲压拱度、节点板厚度和半径、螺栓孔的布置和开孔面积对节点板回弹量的影响进行了参数分析。最后,基于理论推导得到了节点板回弹量的计算式,通过回归分析得到了计算式的系数,并将理论公式计算结果与数值分析结果进行对比,验证了拟合算式的准确性。