7075铝合金预拉伸板淬火后残余应力的有限元模拟

运用有限元软件MSC.MARC对7075铝合金板材淬火过程进行模拟.在获得淬火残余应力的基础上,假设钳口夹持区域为理想刚端,根据材料力学、金属塑性变形等基本原理,利用有限元数值模拟计算方法,建立起该状态下的预拉伸模型.模拟了不同预拉伸量和不同拉伸速度对削减毛坯淬火残余应力的影响以及计算了钳口夹持区域的锯切量.结果表明:拉伸量为3%时,残余应力消除量约为96%,锯切量为21.6%,完全符合航空铝合金厚板生产工艺的规定.     

7075铝合金厚板预拉伸模拟分析及其在淬火残余应力消除中的应用

运用有限元软件ABAQUS, 对7075铝合金板材淬火过程进行了模拟。 比例件的加工变形表明淬火模拟所得的残余应力是可信的。在获得淬火残余应力的基础上, 模拟了不同预拉伸量对毛坯的淬火残余应力的消除。 结果表明： 拉伸量为3%时, 毛坯产生2.1%~2.6%的永久变形, 残余应力消除量约为86%, 完全符合航空铝合金厚板生产工艺的规定。     

铝合金厚板淬火-预拉伸残余应力的有限元仿真

利用MSC.Marc非线性有限元软件建立了一个淬火-预拉伸模型,并利用该模型对7075铝合金厚板进行了仿真研究。仿真结果表明,对于7075铝合金的最佳拉伸量为2.0%～2.5%,预拉伸后板内残余应力降低幅度可达90%以上,且残余应力分布形式由淬火态的"M"型演变为预拉伸后的"W"型;随着拉伸量的增加铝板内塑性变形合格的区域逐渐增加,可利用预拉伸中的等效应力分布状态确定锯切区。若提供适当的残余应力测试结果,利用有限元仿真模型可有效地揭示铝合金厚板淬火-预拉伸内部残余应力的演变规律。     

铝合金板淬火残余应力的拉伸消除方法

铝合金板材在淬火后产生很大的残余应力,使其在机械加工过程中发生变形。对淬火应力产生的原因及消除方法进行了探讨,从理论上对给定条件下的拉伸后残余应力进行分析、确认,消除残余应力的关键在于位伸过程。     

LY12合金预拉伸厚板残余应力的研究

分析了影响ＬＹ１２合金预拉伸厚板残余应力的因素，并找出其中的主要影响因素，针对主要影响因素采用相应生产工艺参数，使ＬＹ１２合金预拉伸厚板残余应力降低到最小值，使这种板材在进行机械加工表面时不产生翘曲变形。     

降低7075铝合金厚板淬火残余应力的工艺

7075铝合金可通过淬火时效获得高强度,但它在淬火过程中会产生淬火残余应力,本文对7075铝合金厚板在不同淬火水温下,以及某一水温下淬火后经不同预拉伸量和不同时效工艺制度下淬火残余应力大小及变化规律进行了测试与分析,结果表明：随着淬火水温的升高,残余应力明显降低;水淬后随着预接拉伸量的增加,残余应力逐渐从压应力转变为拉应力,当预拉伸量约2%时,残余应力基本上趋近于零;随着时效温度升高和时效时间延长,残余应力呈下降趋势,因此,合理的淬火水温,预拉伸量以及时效制度是降低7075铝合金厚板淬火残余应力的有效工艺措施,其中尤以适当的淬火水温和预拉伸量最为有效。     

预拉伸对7075铝合金厚板残余应力分布的影响

运用有限元法对7075铝合金厚板预拉伸过程进行了数值模拟,获得了预拉伸板内部的残余应力分布,研究了预拉伸量对残余应力演变的影响.采用裂纹柔度法对淬火板和预拉伸板(拉伸量分别为1.8%、2.2%和2.5%)进行了残余应力检测,计算得到了不同工艺下铝厚板内部的残余应力分布.结果表明:预拉伸能够大幅消减淬火残余应力,当拉伸量为2.2%左右时,残余应力减少至±20MPa,能够满足后续加工的要求.     

铝合金预拉伸板残余应力的有限元数值模拟计算

对典型的铝合金预拉伸板７０７５合金板淬火、拉伸处理后的残余应力进行了理论分析。假设钳口夹持区域为理想刚端,根据材料力学、金属塑性变形等基本原理,利用有限元数值模拟计算方法,建立起该状态下的力学模型。并以此作为分析与研究预拉伸板残余应力分布规律及消除方法的理论依据     

淬火-预拉伸过程中铝厚板残余应力的演变规律

在飞机结构件加工过程中,铝合金厚板内的残余应力会使其产生变形,导致飞机结构件无法满足加工精度要求。为此,通过研究淬火-拉伸有限元仿真关键技术,建立了淬火仿真与预拉伸仿真方法。结果表明,淬火应力在分布趋势和幅值大小方面,仿真值均与实验值都非常吻合,最大相对误差只有10%左右。然后将板材离散为若干层,依据淬火残余应力及拉伸所产生的尺寸变化率,推导出各层屈服极限及弹性模量的变化,分析材料非均匀性对残余应力的影响规律。对50 mm厚的淬火铝合金板材进行预拉伸仿真分析时发现,残余应力的仿真结果与实验测量数据呈现相同的分布特征。最后,通过对不同厚度的铝厚板进行淬火-拉伸仿真,揭示不同铝厚板内残余应力的变化规律。     

预拉伸对铝合金焊接残余应力和变形的影响

在预拉伸应力作用下，进行了厚度为4mm的5A05铝合金试板的焊接，焊后残余应力及变形的测定结果表明．预拉伸焊接法可有效减小铝合金薄板焊后的纵向残余应力、纵向挠曲变形和平面变形。在弹性应力范由内，随着预应力的增大，试板的残余应力峰值、纵向挠曲变形及平面变形均逐渐减小。分析认为，预拉伸应力部分抵消了焊接区热膨胀产生的压缩应力，从而减小了压缩塑性变形，进而减小了冷却时焊接区域的拉伸应力水平，相应地远离焊缝区域的压缩应力也随之减小。     

7075铝合金真空电子束焊接残余应力场数值分析

针对7075铝合金中厚板真空电子束焊接过程，采用非线性有限元法，对焊接接头的残余应力分布进行了数值模拟。结果表明，沿焊缝方向，纵向残余应力均为拉应力，一般在焊缝中间处最大；沿垂直焊缝方向递减。焊缝上表面的横向残余应力多为压应力，沿焊缝方向呈递增趋势。垂直焊缝方向，焊板处的横向残余应力多在零值附近变动。焊缝处沿厚度方向残余应力变化不大。     

7075铝合金真空电子束焊接残余应力场数值分析

针对7075铝合金中厚板真空电子束焊接过程,采用非线性有限元法,对焊接接头的残余应力分布进行了数值模拟。结果表明,沿焊缝方向,纵向残余应力均为拉应力,一般在焊缝中间处最大;沿垂直焊缝方向递减。焊缝上表面的横向残余应力多为压应力,沿焊缝方向呈递增趋势。垂直焊缝方向,焊板处的横向残余应力多在零值附近变动。焊缝处沿厚度方向残余应力变化不大。     

铝合金厚板预拉伸过程分析

利用弹塑性有限元法对铝合金板材预拉伸过程进行了分析，获得了2024铝合金预拉伸应力和应变分布云图，所得结果对于预报铝合金预拉伸板预拉伸变形后的锯切区域提供了依据，对指导生产应用有重要意义。     

7075铝合金循环载荷下残余应力松弛的实验研究

采用淬火和喷砂2种强化工艺引入残余应力,分析循环应力作用下7075铝合金应力松弛现象。基于应力松弛机理讨论了2种不同强化工艺下残余应力松弛规律的异同。结果表明,加载应力状态与大小、残余应力的初始分布和冷作硬化是影响残余应力松弛的主要因素。     

基于应力不确定性最小化法的7075铝合金板内部残余应力检测

采用裂纹柔度法测试残余应力时,柔度甬数的计算和插值函数阶数的选择对计算结果的精确性有较大影响.采用有限元法计算得到测试试样的裂纹柔度函数,考虑应力计算不确定度的两个主要来源:应变测量数据的随机误差和模型误差;基于应力总不确定度的最小化目标,确定最优的插值函数阶数,进而计算得到7075铝合金淬火板内部残余应力的分布.结果表明:分别采用11阶和9阶勒让德多项式能较好地拟合铝合金板材内部轧向和横向残余应力的分布,不确定度的均方根值分别为2.9015MPa和4.7558 MPa.轧向或横向残余应力都呈明显的外压内托的分布规律,且在板厚度的中面出现局部的残余拉应力的最小值.     

2014-T651铝合金板材生产工艺研究

研究了2014铝合金淬火温度、转移时间、间隔时间、时效温度、时效保温时间等因素对组织、性能的影响，确定了2014－T651厚板的工艺参数：淬火温度为502℃，转移时间小于30s，拉伸量1．5％－3．0％，固溶到时效间隔时间24－48h，时产制度为160℃16h。     

7075-T7651铝合金厚板热处理工艺研究

研究了7075合金淬火温度、转移时间、停放时间、双级时效等因素与组织性能的关系,确定了7075－T7651厚板的生产制度：淬火温度为470℃,转移时间25s内,拉伸量1.5%-2.5%,淬火到时效的间隔时间24h内,双级时效制度为120℃5h 160℃ 18h,其中二级时效温度是影响板材综合性能的主要因素。     

淬火温度对7075铝合金厚板残余应力的影响

对7075铝合金厚板进行固溶处理后,分别在不同的淬火水温下进行浸没淬火和喷淋淬火。运用X射线衍射法测试淬火板的表面残余应力,利用维氏硬度仪测试板表面显微硬度,研究淬火工艺及水温对铝合金厚板残余应力与力学性能的影响。结果表明:随淬火温度的升高,浸没淬火与喷淋淬火引入的表面残余压应力水平与表面显微硬度迅速下降,且在一定的温度下,前者比后者引入的残余应力水平大40%,而显微硬度仅大7%。