蠕變時效統(tǒng)一本構(gòu)建模與成形模面回彈補償.pdf

1、為了解決整體壁板成形難題，蠕變時效成形工藝應(yīng)運而生。該技術(shù)是一種綜合利用金屬的蠕變、時效強化和應(yīng)力松弛特性，使構(gòu)件成形成性同步進(jìn)行的新型成形方法。然而，構(gòu)件經(jīng)過蠕變時效成形后均會發(fā)生較大的回彈，針對這一挑戰(zhàn)，本文以2124鋁合金為研究對象，建立了一套行之有效的解決方案，其中包括蠕變時效統(tǒng)一本構(gòu)模型建立、時效成形過程有限元仿真分析、模具型面回彈補償計算以及典型構(gòu)件成形試驗研究四個部分，具體內(nèi)容與成果如下:
　　(1)通過蠕變拉伸試驗

2、、力學(xué)性能測試及透射電子顯微鏡等試驗研究，實現(xiàn)了2124鋁合金在蠕變時效過程中的宏觀蠕變行為與微觀析出相演變過程的定量分析，揭示了2124鋁合金的蠕變時效機制。
　　(2)在系統(tǒng)分析蠕變時效過程中合金宏觀蠕變與微觀析出相演變交互作用的基礎(chǔ)上，建立了一套適用于高強鋁合金蠕變時效統(tǒng)一本構(gòu)模型;并采用粒子群算法優(yōu)化本構(gòu)模型中的材料常數(shù)，實現(xiàn)了2124鋁合金蠕變與時效析出行為的回歸分析，優(yōu)化后的本構(gòu)方程能較好的擬合試驗數(shù)據(jù)。
　　(

3、3)使用Fortran語言對本構(gòu)方程進(jìn)行二次開發(fā)，并嵌入到有限元分析軟件MSC.Marc中，對鋁合金平板構(gòu)件蠕變時效成形過程進(jìn)行建模與仿真，系統(tǒng)分析了成形過程中構(gòu)件應(yīng)力應(yīng)變、回彈以及微觀析出相特征的變化規(guī)律;并通過成形試驗驗證了有限元模型的正確性。
　　(4)提出了一種基于有限元分析結(jié)果的成形模具型面回彈加權(quán)補償算法，對比分析了新算法與傳統(tǒng)算法對模具型面補償后的構(gòu)件成形精度，發(fā)現(xiàn)新算法不僅可以快速和精確得實現(xiàn)模具型面補償，而且克服