1060鋁合金板材兩點(diǎn)對(duì)稱(chēng)式漸進(jìn)成形破裂過(guò)程研究.pdf

1、兩點(diǎn)對(duì)稱(chēng)式漸進(jìn)成形是金屬板材漸進(jìn)成形工藝的一種重要形式，它是在單點(diǎn)漸進(jìn)成形的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)稱(chēng)分布的兩工具頭來(lái)改善板材在變形過(guò)程中的成形條件，最終實(shí)現(xiàn)板材兩點(diǎn)對(duì)稱(chēng)式漸進(jìn)塑性加工。由于兩點(diǎn)對(duì)稱(chēng)式漸進(jìn)成形技術(shù)具有成形力小、受力均勻、抗切向扭曲、成形質(zhì)量和成形效率高等工藝優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)在金屬板材塑性加工領(lǐng)域中受到前所未有的關(guān)注。但在金屬板材多點(diǎn)漸進(jìn)成形過(guò)程中，破裂缺陷仍然是制約漸進(jìn)成形技術(shù)發(fā)展的瓶頸之一，因此開(kāi)展金屬板材兩點(diǎn)對(duì)稱(chēng)式漸進(jìn)成形的破裂過(guò)

2、程研究，對(duì)提高板材成形質(zhì)量具有重要意義。
　　本研究采用理論計(jì)算、數(shù)值模擬分析和成形實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法完成了以下工作：通過(guò)不同應(yīng)變速率下的單拉試驗(yàn)，建立鋁合金板材漸進(jìn)成形韌性破裂準(zhǔn)則，并在此基礎(chǔ)上對(duì)板材漸進(jìn)成形破裂過(guò)程進(jìn)行定量分析；以韌性破裂準(zhǔn)則為判斷依據(jù)，完成了成形方式及成形工藝參數(shù)對(duì)韌性破裂值的影響規(guī)律分析，并開(kāi)展了板材破裂預(yù)測(cè)及工藝優(yōu)化相關(guān)工作。
　　本文的主要研究成果：
　　(1)通過(guò)單向拉伸實(shí)驗(yàn)和有限元數(shù)值模擬

3、，分析1060鋁合金板材對(duì)拉伸過(guò)程中應(yīng)變速率的敏感特性，提出考慮應(yīng)變率效應(yīng)的鋁合金板材漸進(jìn)成形韌性破裂準(zhǔn)則；在此基礎(chǔ)上，通過(guò)缺口拉伸試驗(yàn)和和漸進(jìn)成形試驗(yàn)，采用有限元數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法確定了韌性破裂準(zhǔn)則中的材料參數(shù)。
　　(2)根據(jù)兩點(diǎn)對(duì)稱(chēng)式漸進(jìn)成形的工藝特點(diǎn)，建立有限元分析模型；以提出的考慮應(yīng)變率效應(yīng)的鋁合金板材漸進(jìn)成形韌性破裂準(zhǔn)則作為判斷破裂的依據(jù)，通過(guò)二次開(kāi)發(fā)，利用有限元數(shù)值模擬實(shí)現(xiàn)了板材漸進(jìn)成形破裂過(guò)程的可視化，并對(duì)

4、板材漸進(jìn)成形破裂的機(jī)制進(jìn)行探究。分析結(jié)果表明，當(dāng)韌性值達(dá)到一定條件時(shí)，板材發(fā)生破裂，進(jìn)一步利用有限元數(shù)值模擬分析方法驗(yàn)證了板材破裂理論分析結(jié)果的正確性。最后借助金相組織觀察分析方法，從微觀角度分析了漸進(jìn)成形過(guò)程中晶粒組織的變化情況。
　　(3)以本文提出的考慮應(yīng)變率效應(yīng)的鋁合金板材漸進(jìn)成形韌性破裂準(zhǔn)則為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，從成形方式（分層加工、螺旋加工）、工藝參數(shù)（工具頭直徑、進(jìn)給量、進(jìn)給速度、板材厚度、成形角）角度出發(fā)，定量的分析其對(duì)兩點(diǎn)