5052鋁合金管磁脈沖擴(kuò)口變形行為及力學(xué)性能研究.pdf

1、隨著結(jié)構(gòu)輕量化的趨勢(shì)，輕質(zhì)合金的中空結(jié)構(gòu)件被廣泛的應(yīng)用，但以鋁合金為代表的輕質(zhì)合金，室溫成形性能較差。磁脈沖成形以其高速率成形的特點(diǎn)，可以顯著提高材料在室溫下的成形性能。本文以5052鋁合金管件作為研究對(duì)象，利用數(shù)值模擬和工藝試驗(yàn)相結(jié)合的方法，討論和分析管件磁脈沖端部擴(kuò)徑成形的變形行為；通過(guò)磁脈沖脹形試驗(yàn)，分析磁脈沖脹形工藝下的自由脹形、剛模約束脹形和軟模約束脹形后管件的常規(guī)力學(xué)性能差異。
　　采用有限元分析軟件ANSYS建立管件

2、磁脈沖端部擴(kuò)徑成形的3D有限元模型。研究了管件磁脈沖端部擴(kuò)徑一次成形過(guò)程中，管件的變形特征。模擬得出管件在成形過(guò)程中與模具發(fā)生高速碰撞，引起反彈，最終導(dǎo)致直邊部分不能貼模；管件沿環(huán)向變形很不均勻，直邊與轉(zhuǎn)角之間的過(guò)渡區(qū)域應(yīng)變最大。
　　對(duì)管件磁脈沖端部擴(kuò)徑成形進(jìn)行工藝試驗(yàn)，討論了不同工藝參數(shù)對(duì)擴(kuò)徑管件成形的影響。在一次成形后，管件直邊部分不能貼模，轉(zhuǎn)角難以填充，直邊與轉(zhuǎn)角之間的過(guò)渡區(qū)會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂，模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好。為克服一

3、次成形的缺陷，研究了兩步法的磁脈沖端部擴(kuò)徑成形工藝。通過(guò)管坯預(yù)成形及終成形的兩步法工藝，可以成形出轉(zhuǎn)角半徑R≥10mm的擴(kuò)徑管件并有效提高了管件的厚度均勻性。
　　對(duì)管件進(jìn)行磁脈沖脹形工藝下的自由脹形、剛模約束脹形和軟模約束脹形，并控制放電參數(shù)，得到不同脹形直徑管件，對(duì)比分析得出：在三種不同的脹形類(lèi)型下，相同脹形直徑的管件硬度值與拉伸力學(xué)性能的差異很微弱，表現(xiàn)出的塑性變形能力也基本相同，也就說(shuō)明了磁脈沖成形中管件與模具之間一定的高