2024鋁合金板材彎曲鐓厚熱沖鍛過程殘余應(yīng)力的研究.pdf

1、板料在沖壓成形過程中出現(xiàn)的最主要的缺陷為破裂、起皺和回彈,其中回彈問題最為復(fù)雜。由于回彈是板內(nèi)殘余應(yīng)力在變形后不斷釋放引起的。因此,研究低殘余應(yīng)力的板材塑性加工方法,可以保證板材在加工變形后的成形質(zhì)量和精度。基于金屬在沖鍛成形過程中的變形特點(diǎn),本文通過沖鍛復(fù)合成形工藝改變板內(nèi)局部纖維的塑性變形,使得殘余應(yīng)力場(chǎng)得到重新分布從而降低應(yīng)力值。全文針對(duì)2024鋁合金板材,采用基本性能實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,證實(shí)了沖鍛復(fù)合成形工藝對(duì)降低殘余應(yīng)

2、力的效果。
　　首先通過沿軋制呈0°、45°、90°不同方向的單軸拉伸實(shí)驗(yàn),研究了2024鋁合金板材在25℃、200℃和400℃三個(gè)溫度下的力學(xué)性能參數(shù)。并分析材料在不同溫度和應(yīng)變速率下的塑性流變行為,為材料的熱加工工藝提供了一定的指導(dǎo)意義。
　　針對(duì)工程應(yīng)用中典形的V形構(gòu)件,設(shè)計(jì)了一套三點(diǎn)彎曲模具。在不同彎曲角(60°、90°和120°)、相對(duì)彎曲半徑(2、3、4)及不同成形溫度下,對(duì)2024鋁合金板材進(jìn)行V形彎曲試驗(yàn),分

3、析不同工藝參數(shù)下的回彈規(guī)律。并結(jié)合X射線衍射原理和電解拋光剝層法測(cè)量了彎曲圓角處沿板厚分布的殘余應(yīng)力場(chǎng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),彎曲處的殘余應(yīng)力呈現(xiàn)拉應(yīng)力和壓應(yīng)力的交替分布,殘余應(yīng)力的峰值位于±300MPa之間,相對(duì)于屈服應(yīng)力所占比重較大。在同等條件下,采用ABAQUS有限元軟件模擬分析了V形彎曲后的殘余應(yīng)力場(chǎng),結(jié)果顯示由計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算得到的沿層深分布的殘余應(yīng)力場(chǎng)分布規(guī)律與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象吻合度較好,驗(yàn)證了有限元分析方法的可靠性。
　　基于金屬在沖鍛成