AL-SI-S4鋁鋰合金拉形過(guò)程橘皮缺陷產(chǎn)生機(jī)制及其成形極限研究.pdf

1、中圖分類(lèi)號(hào)TB31UDC32碩士學(xué)位論文學(xué)校代碼10533密級(jí)公開(kāi)Al—Li—s4鋁鋰合金拉形過(guò)程橘皮缺陷產(chǎn)生機(jī)制及其成形極限研究ResearchonorangepeelgenerationmechanismandforminglimitofAlLiS4aluminum—lithiumalloyinstretchformingprocess作者姓名：學(xué)科專(zhuān)業(yè)：研究方向：學(xué)院(系、所)：指導(dǎo)教師：論文答辯日期型!苧：蘭陽(yáng)凌機(jī)械工程機(jī)械設(shè)計(jì)

2、及理論機(jī)電工程學(xué)院湛利華教授答辯委員會(huì)主席中南大學(xué)二零一四年五月，、I【臺(tái)—oA1LiS4鋁鋰合金拉形過(guò)程橘皮缺陷產(chǎn)生機(jī)制及其成形極限研究摘要：拉伸成形技術(shù)是航空航天制造技術(shù)領(lǐng)域中比較常見(jiàn)的板材成形方法，廣泛應(yīng)用于飛機(jī)氣動(dòng)外形的大型蒙皮零部件的生產(chǎn)。蒙皮拉形過(guò)程表面缺陷的產(chǎn)生會(huì)嚴(yán)重影響了蒙皮的使用壽命，往往成為零件報(bào)廢的主要原因。因此，針對(duì)蒙皮表面質(zhì)量的研究成為近年來(lái)材料／構(gòu)件成形研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。本文以第三代A1LiS4T8態(tài)鋁鋰合

3、金為研究對(duì)象，系統(tǒng)的研究了拉形過(guò)程中應(yīng)變速率、應(yīng)變量等工藝參數(shù)對(duì)拉形件表面橘皮缺陷的影響規(guī)律，得到了臨界橘皮現(xiàn)象產(chǎn)生的判據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，利用不同應(yīng)變路徑建立了針對(duì)橘皮現(xiàn)象的成形極限圖，并在此基礎(chǔ)上研究了電脈沖對(duì)改善材料拉形質(zhì)量的作用效果，最后將所建立的成形極限圖運(yùn)用到A1LiS4鋁合金典型蒙皮構(gòu)件的拉形仿真模擬中，為制定最佳拉形工藝提供理論參考。主要的研究?jī)?nèi)容和成果如下：(1)構(gòu)建了基于萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)與非接觸式光學(xué)應(yīng)變儀相結(jié)合的拉形工藝與表面缺陷檢

4、測(cè)同步試驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)比分析不同拉伸速率對(duì)A1LiS4鋁鋰合金表面橘皮缺陷的影響規(guī)律，獲得了最佳應(yīng)變速率。(2)對(duì)比分析在在最佳應(yīng)變速率下，應(yīng)變量對(duì)舢LiS4鋁鋰合金拉形件表面形貌變化的影響規(guī)律，分析得到了臨界橘皮狀態(tài)下合金的表面形貌。(3)基于光學(xué)粗糙度測(cè)試儀，分析了試樣表面粗糙度隨應(yīng)變量的變化規(guī)律，提出了將粗糙度作為表征臨界橘皮狀態(tài)的一個(gè)判據(jù)，實(shí)現(xiàn)了臨界橘皮狀態(tài)的準(zhǔn)確數(shù)學(xué)表征。(4)通過(guò)分析合金的微觀(guān)金相組織，查明了A1LiS4T8態(tài)鋁

5、鋰合金易產(chǎn)生橘皮現(xiàn)象的原因，并對(duì)橘皮缺陷的產(chǎn)生機(jī)制進(jìn)行了分析研究。(5)開(kāi)展了不同缺口試樣設(shè)計(jì)，獲取了不同的應(yīng)變路徑，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)，建立了A1LiS4鋁鋰合金產(chǎn)生橘皮缺陷的成形極限曲線(xiàn)方程。在此基礎(chǔ)上，為了改善材料的拉形性能，提高拉形件的表面質(zhì)量，提出了電脈沖輔助拉伸成形新方法，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)脈沖電流的施加對(duì)材料橘皮現(xiàn)象的產(chǎn)生起到一定的延緩作用。并通過(guò)原有的方法建立了拉形過(guò)程施加脈沖電流的成形極限圖及相應(yīng)的成形極限曲線(xiàn)方程。(6)基于MARC軟