鋁合金三層板結(jié)構(gòu)攪拌摩擦焊-超塑成形的數(shù)值模擬及工藝研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)輕量化技術(shù)是航空先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)之一。將超塑成形和擴(kuò)散連接技術(shù)相組合，能夠制造出結(jié)構(gòu)效率高、重量輕、整體性能好的夾層結(jié)構(gòu)件。鈦合金超塑成形/擴(kuò)散連接（SPF/DB）技術(shù)已經(jīng)展示出巨大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，而鋁合金DB困難，一定程度上制約著其組合技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用。采用鋁合金超塑成形和攪拌摩擦焊（FSW/SPF）組合技術(shù)代替SPF/DB技術(shù)，其理論可行、經(jīng)濟(jì)效益可觀，具有很大的研究?jī)r(jià)值和發(fā)展前景。 本文首先討論了超塑性變形和攪拌摩

2、擦焊的相關(guān)機(jī)理，繼而通過(guò)單向拉伸試驗(yàn)研究了5083鋁合金超塑性變形的力學(xué)特性，確定其最佳超塑溫度為525℃，最佳應(yīng)變速率為2×10-4s-1，對(duì)應(yīng)的應(yīng)變速率敏感性指數(shù)m值最大為0.519。然后圍繞典型的三層板結(jié)構(gòu)件，利用有限元軟件MARC對(duì)5083鋁合金FSW/SPF過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬分析，預(yù)測(cè)成形件的壁厚分布情況，并獲得了最大等效應(yīng)變速率恒定條件下的優(yōu)化加載曲線，為試驗(yàn)的成形壓力控制提供依據(jù)。 在有限元模擬的基礎(chǔ)上，本文進(jìn)行鋁合