2024鋁合金坯件淬火殘余應(yīng)力演變及機(jī)加工變形行為研究.pdf

1、機(jī)加工過(guò)程中的變形問(wèn)題是整體構(gòu)件制造過(guò)程中的共性難題，嚴(yán)重阻礙了大規(guī)格構(gòu)件的研制和應(yīng)用。構(gòu)件變形的實(shí)質(zhì)是坯材殘余應(yīng)力的釋放的形變響應(yīng)。因此，系統(tǒng)掌握坯材殘余應(yīng)力的形成、演化及其在機(jī)加工過(guò)程的演化規(guī)律對(duì)控制構(gòu)件變形具有重要意義。本文綜合利用有限元模擬和試驗(yàn)方法對(duì)2024鋁合金坯件制造過(guò)程中殘余應(yīng)力演化及形變響應(yīng)行為進(jìn)行了研究。
　　鋁合金厚板淬火殘余應(yīng)力的模擬和試驗(yàn)結(jié)果表明，淬火過(guò)程中，厚板各區(qū)域收縮差異導(dǎo)致其內(nèi)部存在殘余應(yīng)力；應(yīng)力

2、沿著厚板厚度方向呈對(duì)稱分布，表面為壓應(yīng)力，心部為拉應(yīng)力。淬火溫度越低，厚板的淬火殘余應(yīng)力越大；20℃、60℃、80℃和100℃試樣殘余應(yīng)力的幅值分別約為200MPa、140MPa、75MPa和2MPa。淬火殘余應(yīng)力的測(cè)量結(jié)果與淬火模型結(jié)果吻合得較好，二者偏差僅為10％，從而驗(yàn)證了淬火模型的正確性。
　　鋁合金坯件的模壓去應(yīng)力模擬結(jié)果表明，整體模壓和分區(qū)模壓均能消減鋁合金厚板大部分區(qū)域的殘余應(yīng)力。整體模壓后厚板中大部分區(qū)域的殘余應(yīng)力

3、在-70~70MPa范圍內(nèi)，應(yīng)力消減率為70%；分區(qū)模壓后厚板的殘余應(yīng)力分布不均勻，受到兩次壓力的位置會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，且其應(yīng)力值可達(dá)到150MPa。工字型構(gòu)件模壓中模壓量和模壓方式對(duì)試樣的殘余應(yīng)力分布及變形均有顯著影響，當(dāng)模壓量為1%時(shí)，殘余應(yīng)力消減效果較好，模壓后構(gòu)件大部分區(qū)域的殘余應(yīng)力值不超過(guò)100MPa，殘余應(yīng)力消減率為50%。
　　鋁合金的厚板和T型構(gòu)件的機(jī)加工模擬和試驗(yàn)結(jié)果表明，厚板的淬火殘余應(yīng)力及材料去除方式對(duì)構(gòu)