7085铝合金超厚板热连轧过程的宏观场分析

建立7085铝合金流变应力本构方程,并基于MARC软件对7085铝合金多道次热轧过程进行有限元建模与仿真,分析热连轧过程中轧件的温度场及应力应变场的分布及变化规律。对比整个轧制过程中的轧制力仿真结果与基于经典热轧变形抗力解析计算模型预测结果,从而验证了7085铝合金超厚板热连轧过程宏观场仿真模型的可靠性,为生产实践过程监控与工艺参数优化提供理论依据。     

2A12硬铝合金热拉伸流变行为及本构建模

在变形温度350~500℃、应变速率0.01~1 s~(-1)条件下,利用Gleeble-3500热模拟实验机对2A12硬铝合金板进行热拉伸实验。结果表明:峰值应力随温度升高而减小,随应变速率提高而增大;随着应变速率减小,断裂总伸长率升高,而均匀伸长率降低;应变速率较低时,其断裂总伸长率在350~450℃时较高,升高到500℃时迅速降低,均匀伸长率则对温度变化不敏感;应变速率较高时,试样断裂总伸长率对温度变化不敏感,均匀伸长率随温度升高而降低。根据实验结果,采用Z参数建立的流变应力本构模型,能较好地描述2A12铝合金板材热拉伸变形下的流变行为。     

变形条件对2124铝合金超厚板流变行为与显微组织的影响

在Gleeble-1500热/力机上进行了变形条件对2124铝合金超厚板流变行为与显微组织的影响规律的系列实验研究,得到了不同变形条件下2124铝合金超厚板高温压缩成形过程中的流变曲线。实验结果表明,2124铝合金在0.01s-1~1s-1范围内,高温压缩变形过程存在近稳态流变特征,近稳态流变应力随着应变速率的降低和变形温度的升高而降低。当应变速率为10s-1时,真应力-真应变曲线出现锯齿状,说明合金发生动态再结晶现象。利用OM和TEM分别研究了变形温度、应变速率、应变量对2124铝合金高温压缩变形显微组织的影响,在此基础上,分析并建立了2124铝合金热压缩变形发生动态再结晶的临界条件。     

椭球曲面薄壁构件蠕变时效成形仿真与试验

基于2219铝合金宏微观统一蠕变时效本构模型,应用大型商业有限元分析软件MSC.MARC对其进行二次开发,实现以运载火箭燃料贮箱瓜瓣为代表的椭球曲面薄壁构件的蠕变时效成形过程模拟仿真,分析了仿真过程中构件内部应力、应变、屈服强度分布以及变化规律,并开展了贮箱瓜瓣的蠕变时效成形试验。对比仿真与试验结果可知,构件各位置仿真与试验成形偏差在1.95 mm以内,构件力学性能最优位置位于底边中点区域,典型位置处屈服强度分布规律与仿真结果一致,其测试值与仿真值偏差在6.62%以内,构件各个位置沿轧制不同角度的屈服强度值呈现出0°45°90°的趋势。仿真模拟与试验结果存在较好的一致性,验证了蠕变时效本构模型和有限元仿真模型的正确性。     

先进复合材料构件热压罐成型工艺研究进展

先进树脂基复合材料在航空航天领域的应用日趋广泛,热压罐成型工艺已成为航空航天领域复合材料主承力和次承力结构件成型的首选工艺之一。影响复合材料构件热压罐固化成型质量的主要因素有:由热压罐和工装系统构成的成型制造外部温度场、压力场及其作用时间,由构件复杂结构及材料相变特性构成的内部热力场等。综述了近年先进树脂基复合材料热压罐固化成形工艺的主要研究进展,并结合国内外研究现状,对热压罐成型工艺的发展趋势及亟需解决的问题提出了几点思考。     

大型锻压机典型组合结构接触问题的研究

为保证大型锻压机组合结构的整体工作性能,针对锻压机典型的局部组合结构--C型板与十字键联接,运用大型商用有限元软件Marc,分析了锻造过程中巨大工作载荷传递引起的两者之间的接触状态变化规律.研究结果表明:工作载荷作用下,十字键和C型板之间接触面积减小,出现"开缝"和界面接触应力分布极度不均匀的现象,直接影响压机结构承载...     

6061铝合金高温拉伸流变行为

利用Gleeble3500热模拟试验机对6061铝合金进行高温拉伸实验,研究变形温度为365℃~565℃和应变速率为0.01s-1~1s-1条件下6061铝合金的高温拉伸流变行为。结果表明,6061铝合金属于正应变速率敏感材料,流变应力随应变速率的增加而增大,随温度的增加而降低;通过线性回归分析计算6061铝合金的应力指数n及变形激活能Q,获得其高温拉伸条件下的流变应力本构方程。     

电脉冲时效对7075铝合金组织和性能的影响

通过开展正负交变电脉冲辅助时效实验,采用TEM分析以及电导率、维氏硬度和力学性能等测试手段,研究不同频率的正负交变电脉冲对7075铝合金组织和性能的影响。结果表明:频率为10和700 Hz的正负交变电脉冲可加速时效析出进程,显著提高铝合金硬度;同时,经过正负交变电脉冲时效热处理后,试样的强度较常规时效热处理后试样的强度提高了10.3%,伸长率提高了3.1%;通过TEM对7075铝合金的显微组织进行观察,发现与常规时效热处理相比,在正负交变电脉冲时效热处理条件下,晶内析出相η′的数量增多,弥散度增高;晶界析出相由细小连续分布向断续分布的粗化沉淀相转变。可见,正负交变电脉冲辅助时效热处理比常规时效热处理工艺对铝合金组织和性能的改善效果更加明显。     

大型铝合金航空模锻件局部加载成形工艺研究

提出了超大规格铝合金航空模锻件局部加裁成形工艺方案,利用三维有限元软件Deform-3D对锻件分段局部加载成形载荷、两道次之间变形量分配、变形均匀性进行了仿真分析.结果表明:大型锻件局部等温加载工艺可有效降低成形载荷,最大锻造压力均可控制在300MN以内,局部加载2个道次较适合超大规格航空模锻件生产;各道次成形过程锻件温度场均匀,平均等效应变值达到3.6,锻件变形充分;第1道次变形量为40％时锻件等效应力分布最均匀,上模所受侧移力最小;总变形量为55％、第一道次取40％,第2道次取15％时是该锻件等温局部加载最优变形工艺.     

先进树脂基复合材料高压微波固化工艺实验研究

先进树脂基复合材料在航空航天领域应用广泛,采用高效率、低能耗的微波固化工艺以获得令人满意的固化质量的构件,已逐渐引起学者们的关注。将高压引入树脂基复合材料的固化过程中,通过缺陷分析、显微金相、力学性能检测等手段,对先进树脂基复合材料的高压微波固化质量进行实验研究。结果表明,高压微波固化能有效实现树脂基复合材料的固化,与传统热压罐工艺相比,高压微波固化工艺可获得低孔隙、少缺陷、纤维/树脂界面结合较好的固化质量,拉伸强度提高4.82%,层间剪切强度提高10.32%。研究结果为复合材料高压微波固化技术的推广与应用提供了实验数据支撑。