6k21鋁合金板材拉剪變形行為的研究.pdf

1、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，板材成形過程中，有時由于受力情形復雜，經(jīng)常是兩向或三向外載的復合。拉剪變形情形是板材受載中常見的一種，之前國內(nèi)對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，通過對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)拉剪復合受載變形區(qū)來研

2、究拉剪復合載荷下材料的變形行為。
　　通過有限元分析軟件對不同軋制角?=0°、45°和90°和不同加載路徑?=90°、75°、60°、45°和30°下的工字形試樣進行了分析，得到了試樣沿豎直方向的應力-應變曲線隨?、?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，應力-應變曲線迅速降低。
　　通過雙向線性比例加載試驗裝置對上述有限元分析中對應不同軋制角?和不同加載路徑?下的6k21-T4鋁合金工字形件進行了

3、拉剪試驗。試驗中，6k21鋁合金各向異性較明顯；且隨著?角的減小，應力-應變曲線迅速降低，同時試驗的屈服強度、抗拉強度、強度系數(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數(shù)據(jù)為基礎，通過對不同軋制方向的試驗屈服軌跡與Miss、Hill48和Barlat理論屈服軌跡進行了對比，發(fā)現(xiàn)工字形試樣在拉剪載荷下為拉-壓應力狀態(tài)，試驗屈服軌跡在以12?-?為坐標軸的

4、主應力空間中的第四象限，且試驗屈服點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)動效應明顯，若忽略轉(zhuǎn)動效應則會有虛假應變的產(chǎn)生，使測量的應變不準確，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。本文將和分解定理應用到板材大變形中，通過和常用于應變計算的Cauchy應變張量、Green應變張量進行理論和試驗的對比，證明了和分解定理在處理變形中存在較大轉(zhuǎn)動問題時計算應變和轉(zhuǎn)動角的準確性及優(yōu)勢。