铝合金7075蠕变时效成形回弹规律

蠕变时效成形技术是利用金属的蠕变特性,将成形与时效热处理同步进行的一种成形方法。文章以可时效强化型铝合金7075为研究对象开展蠕变时效成形试验,考察厚度、弹性预变形量、时效时间和温度的综合效应对成形曲率半径的影响规律,并通过正交多项式回归分析,建立了回弹率与4个试验因素之间的回归方程,进行的工艺试验验证结果表明,运用该回归方程可以对蠕变时效成形后零件的回弹率进行预测。     

FSW对2A12铝合金时效成形的影响

为评价2A12铝合金FSW构件的时效成形工艺,研究了FSW对2A12铝合金时效成形的影响,设计了以时间为参数变量的带焊缝与不带焊缝时效成形工艺的对比试验,并进行FSW焊件与非焊件时效成形力学性能对比研究及成形性分析。结果表明,在其他条件相同的情况下,非焊接试样时效成形时,最佳回弹时效时间为10h,回弹率达25.41%;FSW焊件时效成形时,最佳回弹时效时间为8h,回弹率达33.49%。非焊接试样时效时间8h,抗拉强度达到463.4MPa;FSW试样时效时间8h时,抗拉强度达到354.1MPa。经时效成形处理的非焊接试样和FSW试样的强度均有提高,且非焊接试样的硬度明显高于焊接试样。FSW工艺对时效成形试样的回弹、力学性能及表面硬度均产生了不同程度的负面影响。     

铝合金2324蠕变时效成形试验研究

蠕变时效成形技术是利用金属的蠕变特性,将成形与时效热处理同步进行的一种成形方法。文章以可时效强化型铝合金2324为研究对象开展蠕变时效成形试验,考察了厚度、弹性预变形量、时效时间和温度的综合效应对成形曲率半径和材料性能的影响规律,并通过正交多项式回归分析,建立了回弹率与4个试验因素之间的回归方程,为实际工艺参数的优化以及回弹预测提供参考。     

带筋铝合金壁板蠕变时效成形回弹行为试验

以可时效强化型7075铝合金带筋壁板为研究对象,开展蠕变时效成形试验,利用ATOS三维光学扫描仪对成形试件进行测量,计算出该铝合金带筋壁板的回弹量。同时,采用相同材料的铝合金平板件,在相同的试验条件下开展蠕变时效成形试验,计算平板件的回弹量,并与铝合金带筋壁板的回弹量进行对比分析。研究结果表明,相同工艺条件下,带筋壁板蠕变时效成形后的回弹量为11.2%,远小于平板件的回弹量(平板件的回弹量为53.9%)。这是由于相同曲率条件下,带筋壁板弯曲时尽管蒙皮部分处于弹性变形,但筋条处发生了明显的塑性变形,从而限制了蒙皮的回弹。因此,已有的基于平板件回弹行为的研究不能简单的应用于带筋壁板构件,需要进一步研究筋条塑性变形对构件回弹行为的影响规律,该文对于开展带筋壁板构件时效成形回弹行为研究提供了参考。     

双曲率2219铝合金板蠕变时效成形技术研究

进行了淬火态2219铝合金板材在175℃下18 h,70～130 MPa应力水平的拉伸蠕变试验,选择了修正的7参量Kowalewski本构模型拟合得到材料参数。通过3种单曲率铝板蠕变成形的有限元模拟和试验,测得试验回弹率与预测值最大误差为9.5%,验证了材料模型的正确性。开展了双曲率铝板零件蠕变成形有限元模拟并基于模拟结果采用偏差调节法进行了4次模具型面迭代补偿,模拟得到零件型面与设计型面之间的最大偏差降至0.19 mm。进行了双曲率板175℃,18 h的蠕变时效成形试验验证,得到试验件弯曲挠度最大偏差为11.19%,偏差主要集中于零件心部。     

基于7050时效成形薄板不同电场强度下的力学性能和回弹分析

采用电场固溶和时效成形复合工艺对7050铝合金薄板进行处理,用Thomas-Fermi理论重点研究了外加静电场对7050铝合金时效成形后回弹率及力学性能的影响。结果表明：随着电场固溶强度的增加,时效成形件的回弹率被影响程度较明显。当固溶电场强度为1.7 kV/cm时,时效成形薄板件的回弹率最小,为15.81%,与未经电场固溶的时效成形件相比,静电场固溶有助于降低其回弹率,而电场固溶能大幅度提高时效成形件的伸长率,但对其抗拉强度和硬度值的影响不大。     

7050时效成形薄板不同电场强度下的力学性能和回弹分析

采用电场固溶和时效成形复合工艺对7050铝合金薄板进行处理,用Thomas-Fermi理论重点研究了外加静电场对7050铝合金时效成形后回弹率及力学性能的影响。结果表明:随着电场固溶强度的增加,时效成形件的回弹率被影响程度较明显。当固溶电场强度为1.7 kV/cm时,时效成形薄板件的回弹率最小,为15.81%,与未经电场固溶的时效成形件相比,静电场固溶有助于降低其回弹率,而电场固溶能大幅度提高时效成形件的伸长率,但对其抗拉强度和硬度值的影响不大。     

铝合金7075马鞍外形蠕变时效成形数值模拟及试验

蠕变时效成形技术是利用金属的蠕变特性,将成形与时效同步进行的一种成形方法。文章针对铝合金7075T651进行温度在160℃下的蠕变拉伸试验,基于蠕变试验数据,采用非线性最小二乘法确定了7075T651铝合金蠕变本构方程中的材料常数,并应用有限元软件通过编写蠕变子程序,建立了该材料的蠕变时效成形过程有限元模型。针对马鞍典型外形零件进行蠕变时效成形-回弹分析,就成形过程中的应力应变分布进行分析。在相应条件下进行了蠕变时效成形试验,并对模拟结果进行验证。结果表明,采用该本构方程,可以较好的对蠕变时效成形过程及回弹进行模拟预测。     

7B04铝合金带筋构件的蠕变时效变形行为研究

为研究弹性预加载范围内7B04T651铝合金带筋构件的蠕变时效变形规律,进行了140℃/20h的蠕变时效成形试验,分析弯曲半径、蒙皮厚度、筋条宽度和筋条高度对回弹率的影响。同时,运用建立的蠕变本构方程和有限元分析模型对蠕变时效成形过程进行仿真分析,计算得到不同条件下的回弹率。结果表明:蒙皮越厚、筋条越高,则回弹率越低;弯曲半径越大、筋条越宽,则回弹率越高。弯曲半径和筋条高度是影响回弹率的主要因素,有限元计算回弹率与试验结果吻合较好,验证了有限元分析模型的准确性。     

船用双曲率板件冷压成形回弹模拟与试验

针对船用双曲率板件冷压成形,选取以弯曲变形方式为主的冲压方向,能够提高零件冷压成形性能,但是,回弹是板料弯曲成形中不可避免的问题之一,严重影响了板件冷压成形精度。分别采用动力显示算法与静力隐式算法对双曲率板件冷压成形与卸载回弹过程进行有限元模拟,并基于回弹预测对模具进行了3次迭代补偿设计。板料最终厚度减小不超过10%、增加不超过5%,未产生严重减薄与起皱缺陷,零件成形尺寸与设计尺寸之间的偏差小于3 mm,形状偏差降低了50%以上,有效地提高了其成形精度。对该双曲率板件进行冷压成形试验,通过测量零件形状和尺寸,验证了零件的冷压成形符合设计要求。     

Creep age forming of 2124 aluminum alloy with single/double curvature

In order to investigate the springback rules, the variation characteristics of physical property and microstructure in bending creep age forming process, a series of creep forming tests of 2124 aluminum alloy were conducted based on three kinds of single and double curvature forming tools. The results show that the spingback rate would be the minimum under the optimal coupling conditions among the temperature, aging time and internal stress state of material. Difference exists in the two directions of the formed sample with double curvature, but the curvature variation keeps the same. Yield strength, ultimate tensile strength and fracture toughness of the double curvature formed sample appear to be higher than those of the single curvature formed sample under the same aging condition, but the elongation and the anisotropy are opposite.     

Determination of stretch-bendability limits and springback for T-section beams

A mathematical model for stretch-bending of T-section beams is introduced in the present study. A complete analysis using the strength-of-materials approach is carried out for two different locations of the flange of the beam with respect to the forming die. The first position is called “flange in” which makes the flange in complete contact with the surface of the forming die and toward the center of curvature of the die. The second position is called “flange out” which makes the web of the beam toward the center of curvature of the die. The variations of the applied bending moment with the applied axial load for fully elastic, primary-plastic, and secondary-plastic regimes are derived. The effect of the web thickness on stretch-bendability as well as springback are presented and discussed.     

不等厚截面铝型材拉弯尺寸精度参数化

文章对不等厚截面超硬铝A7075-T6型材的拉弯成形进行研究,建立了不等厚L型材的有限元仿真模型,分析预拉量和补拉量对截面畸变角和曲率回弹的影响,以及影响的原因。研究表明,截面畸变角和曲率回弹对成形精度有很大的影响,是影响贴膜度的主要因素。随着预拉量和补拉量的增大,截面畸变角增大,且在型材长度方向的中心对称面处最大,随着远离中心对称面而减小;随着预拉量和补拉量的增大,曲率回弹量减小。     

中厚板多点成形中回弹的数值模拟

回弹是影响成形件质量的主要因素之一，是板材冷冲压成形中必须解决的问题。以圆柱面和球面件为例，采用显-隐式算法模拟多点成形中厚板时的回弹现象。显式算法模拟加载成形过程，隐式算法模拟卸载回弹过程。模拟中采用Mises屈服准则的双线性各向同性硬化材料模型。对不同板厚和不同变形量的成形件进行回弹数值模拟，分析回弹的趋势和回弹的影响因素。得出：成形件的板厚越大、变形量越大，卸载后的回弹越小。     

基于响应面法的挡风梁冲压回弹预测模型

以5182铝合金挡风梁成形后的回弹为研究对象,通过单向拉伸试验,获取了5182铝合金板料在不同轧制方向及应变速率条件下的真实应力应变曲线,并将其引入数值模拟模型,研究了板料成形速度、模具间隙、摩擦系数对5182铝合金挡风梁成形回弹的影响规律并分析了其形成原因。然后根据响应曲面法建立了5182铝合金挡风梁回弹预测模型,进而通过不同条件下的实验对比,对该预测模型进行了验证。研究结果为铝合金板料回弹的分析提供了新的思路。     

双曲度覆盖件多点成形中回弹的数值模拟

以双曲度覆盖件为模型,采用显-隐式求解方法对其多点成形过程和卸载回弹过程进行数值模拟计算。讨论了压边力、板料厚度、型面曲率半径(中心弧高)和屈服强度对双曲度回弹的影响规律,得出了回弹趋势和回弹分布。这些结果对于制定合理的冲压工艺方案,并在多点成形过程中研究回弹的控制方法,具有重要的指导意义。     

力-位移分控多点成形鞍面回弹的数值模拟研究

本文针对马鞍面的力-位移分控多点成形的回弹进行了研究.采用数值模拟的方法,对不同曲率半径和不同板厚的鞍形面进行了成形过程的模拟和卸载回弹分析.结果表明,曲率半径越大,该方向的回弹越大;板厚越大,两个方向的回弹都变小,且起主导作用的方向对另一方向的影响越小.     

船体中厚板冷压成形的回弹模拟

以船体中厚板材冷压成形为研究对象,基于ANSYS/LS-DYNA数值模拟对成形过程和回弹过程进行分析;以成形件变形量和板厚为变量,研究其对板材回弹的影响规律,并进行了船板冷压回弹试验测量。结果表明,对于船体中厚板材,变形量和板厚对成形件的回弹有着显著的影响,模拟预估值能够达到精度要求。     

任意截面线回弹理论计算方法及应用

提出了一种任意形状截面线的回弹计算理论方法.对任意形状的截面线,根据曲率把截面线分为多个小段;每个小段近似为圆弧,按常规计算回弹的理论方法计算各段的回弹;固定截面上某一点,把回弹后的各小段装配起来,求出整个截面线上的回弹.对某汽车B柱零件上5个截面线上的回弹进行了分析,说明了该方法的可行性.采用该方法,解释了截面上出现负回弹的情况和高强度钢零件扭曲机理.