TA1板材对角拉伸试验及数值模拟研究

为了测试钛合金材料的抗皱性能,以及验证塑性成形仿真软件对起皱问题的预测精度,选取了钛合金TA1材料进行方板对角拉伸试验,同时对试验过程进行数值模拟分析,对比试验结果和模拟结果,验证了数值模拟的准确性。在方板对角拉伸试验的数值模拟过程中,通过设置不同的扰动类型来替代外界影响因素,以及不同的单元阶次、算法等模拟参数,来分析各类模拟参数对数值模拟结果的影响规律。结果表明,不同的扰动类型对模拟结果产生的影响很小,采用二次单元和静态算法的数值模拟结果与试验结果基本一致,因此能够有效预测由不均匀拉应力引起的板材起皱现象。     

5A06-O 铝镁合金板材温热成形本构方程研究

目的提出5A06-O铝镁合金板材在不同温度及应变率条件下的统一本构方程。方法采用CCS-88000电子万能试验机对5A06-O铝镁合金板材进行不同变形温度和应变速率条件下的单向拉伸试验。结果随着温度的升高,流变应力明显下降,同时,应变会显著增加;在常温时,应变速率对流变应力的影响不明显,但当温度高于150℃时,流变应力均随着应变速率的增加而升高。结论提出了在温热条件下描述材料复杂流变曲线本构方程的建模方法-增函数相减法,通过该方法建立的本构方程形式简单,能够反映温度和应变率的影响,实现对复杂流变曲线较为准确的描述。     

铝合金 2A16 板材成形极限研究

目的掌握硬铝合金在温热条件下的成形性能变化规律。方法采用结合半球凸模胀形和椭圆液压胀形的复合试验法进行了FLD试验,用最小二乘法拟合试验数据,建立了成形极限预测模型。结果试样均在凸模顶端或附近发生破裂,在室温下网格保持较小的圆形,在210℃和300℃下网格被不同程度的拉长和变大,温度对铝合金2A16的成形性能影响很大,随温度升高,成形极限曲线上移。结论复合胀形试验法具有较高的可靠性与准确性;铝合金2A16在高温下成形性能更好;预测模型较好地表述了极限应变值与温度的关系,根据模型可快速得出FLD。     

球形件液压胀形成形方案探究

目的解决球形件传统成形工艺冗余、困难的问题。方法提出了3种液压胀形成形方案,并利用有限元软件Dynaform,对每种方案进行了数值模拟。结果通过模拟分析,确定了各方案最佳模拟结果,获得了各方案壁厚分布情况,明确了成形缺陷形式以及产生的原因。最小壁厚位于球心横截面处,是危险区;当合模补料130 mm时,模拟结果显示最大壁厚减薄率最小,为16.5%。结论利用液压胀形可以成功成形球形件;补料方式对成形结果有很大的影响,合模补料成形质量最优,端头补料次之,无补料最差。     

铝合金板材热塑性变形行为研究

为了研究铝合金板材的热塑性变形行为,进行了热态胀形试验,获取了不同温度及压力率下的胀形压力-高度曲线,分析了压力率对胀形高度的影响规律.基于同一压力率、不同温度下胀形压力与等效应变之间的关系,提出胀形压力关于等效应变及压力率的拟合方程,同时获得压力率和应变率之间的函数关系.试验结果表明,板材充液热成形工艺过程中,压力率对金属材料的变形行为影响显著,同时压力率能够表征材料成形过程中的变形快慢.     

2A16 铝合金锥形件多级充液热成形仿真及优化分析

目的解决2A16铝合金锥形件常温充液成形困难、表面质量差的问题。方法介绍了充液热成形工艺,并提出了3种锥形件成形方案,通过专用有限元软件Dynaform对所有方案进行了数值仿真;同时,对一步成形方案进行了试验。结果通过试验验证了有限元模型的正确性。由仿真分析可知,成形缺陷包括悬空区起皱和凹模圆角及底部破裂,一步成形方案不可取,两步成形方案均可以将减薄率控制在13%以下。起皱危险主要发生在零件法兰以下30~55 mm处。结论充液热成形与常温充液成形相比,可以显著提高材料的成形性;两步充液热成形方案可以获得2A16铝合金锥形件;预成形凸模的形状设计对零件的表面质量影响明显;最终确定用先热冲压筒形件,后充液热成形的工艺方案,来成形2A16铝合金锥形件。