高强度铝合金7075的温成形性能(英文)

对铝合金板料7075在加热状态下的成形性能进行研究。首先,通过单向拉伸试验得到不同温度以及不同应变速率下的应力—应变关系。然后,通过极限拉伸比(LDR)试验和极限拱顶高(LDH)试验对其在不同温度下的拉伸性能和胀形性能进行研究。最后,对不同温度下成形后材料的力学性能进行研究。结果表明:7075铝合金的拉伸和胀形性能在140~220°C均得到较大提升;当温度高于260°C时,由于成形温度对板料热处理状态的影响,成形性能和成形后材料的力学性能均出现下降趋势。     

基于DIC技术的5083铝合金成形极限研究

5083铝合金板材的成形极限测定不仅精确度低而且实验过程复杂、成本较高,为了更加准确地得出5083铝合金材料的成形极限并降低结果成本,利用数字图像相关法技术和Nakajima实验对5083铝合金的成形极限进行研究。将5083铝合金材料做成不同尺寸的板材以改变其受力状态,并模拟材料实际所受的单向拉伸、平面应变和等双拉3种受力状态。利用应变率准则对5083铝合金材料的实验数据进行处理,得到实验条件下的5083铝合金的成形极限曲线。为方便快捷地预测出5083铝合金材料的成形极限,建立了5083铝合金成形极限的数学模型,将模型预测结果与实验结果具有很高的重合度,为预测5083铝合金的成形极限提供了较好的依据。     

Al6061／20SiCw板材的超塑成形极限与空洞行为

对Al6061/20SiCw板材在单向拉伸和等双向拉伸应力状态下的孔洞行为进行研究.利用长轴与短轴比分别为1-1和2-1的胀形模具,在恒定应力2 MPa,温度873 K的条件下,研究Al6061/20SiCw板材的成形极限.基于MARCHINIAK-KUCAYNSKI(M-K)模型和塑性损伤模型,提出一种用于预测Al6061/20SiCw板材在双向拉伸应力状态下的极限应变的分析模型.结果表明:在相似的等效应变速率下,等双向拉伸应力产生的孔洞数量稍多于单向拉伸应力产生的孔洞数量;对于无初始几何缺陷的Al6061/20SiCw板材,分析模型能较为准确地预测复合材料在双向拉伸条件下的极限应变.     

流动应力-应变关系对5754O铝合金板成形极限的影响(英文)

为了合理描述单向拉伸试验曲线,给出了一种修正的Swift型流动应力—应变关系。基于两种流动应力—应变关系,采用Yld2000-2d屈服准则计算5754O铝合金板的成形极限应变图(FLD-strain)。通过对比理论和实验结果,发现基于修正的Swift型的应力—应变关系所计算的FLD-strain能够合理地描述实验结果。虽然常用的Voce型应力—应变关系能够精确地描述均匀变形阶段的变形行为,但基于该应力—应变关系计算的FLD-strain明显低于实验结果。结果表明,板料的强化率越高则相应的成形极限也越高。为了描述板料在非均匀变形阶段的变形行为和成形极限,建议了一种用于确定合理的流动应力—应变关系的方法。     

应用韧性断裂准则预测板料的成形极限图

将Oyan韧性断裂准则引入数值模拟预测板料的成形极限图(FLD).讨论了各向异性系数对不同应变状态下准则中各项的影响,通过测定单向拉伸和平面应变拉伸的断裂应变确定了准则中的材料常数.模拟凸模胀形实验得到每一时间步应力、应变值,代入韧性断裂准则预测板料的成形极限.应用Oyan韧性断裂准则预测了铝合金A5182-O和SPCC的成形极限图.模拟结果表明,用韧性断裂准则和数值模拟相结合能成功预测板料的成形极限图.     

电塑性效应对5A90铝锂合金成形极限的影响

研究了电塑性效应对5A90铝锂合金成形极限的影响。首先,通过不同温度和不同应变速率的通电单向拉伸实验和等温无电单向拉伸实验,获取了材料的应变硬化指数n和应变速率敏感指数m。然后,采用M-K理论,将Lorgan-Hosford屈服准则和Backoften硬化方程引入理论推导中,利用Newton-Raphson迭代法进行求解计算,求解得到5A90铝锂合金在电塑性影响下的成形极限图。最后,通过不同宽度试样的单向拉伸实验对成形极限图的左手侧曲线进行了实验,结果与预测相吻合。研究结果表明:相比普通热成形,电塑性效应对5A90铝锂合金成形极限的提高效果更加明显。     

双相钢的成形与断裂极限性能分析

为分析双相钢的变形与断裂行为、评估其成形性能,以典型双相钢DP780和DP600为研究对象,采用实验与计算方法得到了两种双相钢材料的成形极限曲线和断裂极限曲线,通过观测不同应变路径状态下试样的断裂形态,分析材料成形极限与断裂极限曲线,并与传统低合金高强钢比较,研究了双相钢材料不同应变路径下的变形特性。结果表明:随着应变路径状态由单向拉伸向双向拉伸变化,双相钢的断裂主应变逐渐降低,且在断裂前会有明显的颈缩阶段,而当应变路径为双向等拉状态时,材料在断裂前无颈缩特征出现,表现为脆性断裂,这与传统低合金高强钢不同,双相钢的这一特性应主要由双相钢的铁素体和马氏体软硬两相组织决定。     

一种建立板料成形极限应力图的新方法

基于塑性理论建立了比例加载条件下双向拉伸应力应变关系,结合Swift分散性失稳准则,提出了一种建立板料成形极限应力图的方法。分别应用Hill 48和Hosford屈服准则以及单向拉伸性能参数,建立了铝合金板(r<1)和薄钢板(r>1)两种材料的成形极限应力图(FLSD),分析表明,不同的屈服准则的选取对于成形极限应力曲线有不同的影响,对于不同类型的材料屈服准则的影响程度也不同。与由通常的成形极限图(FLD)转换所得到的成形极限应力图(FLSD)进行了对比分析,结果表明,所提出的方法计算过程更为简便,并能较为准确地建立成形极限应力图,可以作为复杂加载路径下的成形极限破裂判据。     

不同加载路径下的AZ31B镁合金的成形极限

为了分析实际成形过程中AZ31B镁合金产生破裂的原因,并为改善工艺条件提供实用可靠的判据,采用实验和有限元模拟相结合的方法研究AZ31B镁合金的成形极限.分别对沿轧制方向、垂直于轧制方向、与轧制方向成45°的3种方向的试件进行单向拉伸实验,获得AZ31B镁合金的工程应力-工程应变曲线,获得材料的真实应力-真实应变曲线和...     

基于应变和应力的1060铝合金板成形极限比较分析(英文)

通过线性和非线性应变路径的板料成形实验,研究1060铝合金的成形极限图(FLD)和成形应力极限图(FLSD)。利用Stoughton方法,基于板料成形实验中测得的应变数据,计算得到了FLSD。结果表明:对于1060铝合金板料,FLD与应变路径是相关的,而FLSD对应变路径却不敏感,所以FLSD可以很方便地作为多道次板料成形的极限准则。通过对比Hill’s48,Hill’s79和Hosford非二次式3种材料屈服准则,分析了它们从FLD到FLSD转换对应力计算的影响,Hosford非二次式屈服准则更适合1060铝合金的FLSD计算。通过与单向拉伸实验数据的比较,材料硬化准则中Voce硬化准则比Swift准则更适合该材料。在MATLAB上开发了由应变到应力的计算以及FLD和FLSD显示的程序,通过输入实验中测得的应变数据可以得出FLD和FLSD。     

不同应力状态下St14-T冷轧薄板本构关系研究

采用液压胀形试验分析了双向拉伸变形过程板材的应力梯度和应变分布 ,确定了双向拉伸变形状态下板材的应力应变关系曲线 ,探讨了不同应力状态下板材的本构关系。研究结果表明 ,不同应力状态下板材的本构方程存在一定的差异 ,双向拉伸变形条件更有利于发挥材料塑性变形的潜力。与单向拉伸相比 ,双向拉伸变形更有助于板料变形的均匀化 ,并抑制颈缩的产生和进一步扩展     

一种预测左半部成形极限图的简单方法

板材成形性能的评价一般基于成形极限图（ＦＬＤ）。然而,无论是经由理论计算还是实验方法来获得成形极限图依然很困难而且很耗时,提出了一种预测深拉延部分成形极限图的新方法,假设对所有钢板来说其成形极限图的几乎都是一样的,而深拉延变形区域内其失效厚度应变也几乎一样,据此可利用体积不变原理推导出主应变６和次应变之间的关系,结果表明,根据此方法计算的左半测（拉深应变区）成形极限图与实验获得的ＦＬＤ基本一致。     

不同热处理状态下成形速率对2219铝合金成形极限的影响

分别对完全退火态和固溶淬火态2219铝合金板材进行准静态成形条件和电磁成形条件下的单向拉伸实验、平面应变实验和双向拉伸实验,建立了2219铝合金的成形极限图并研究了不同热处理状态下成形速率对2219铝合金成形极限的影响规律。结果表明,固溶淬火会显著提高2219铝合金的强度,降低2219铝合金的断后伸长率;准静态成形条件下,完全退火态2219铝合金在以上三种典型应变状态下的极限应变比固溶淬火态2219铝合金分别高14.76%、37.98%、39.54%;电磁成形条件下,完全退火态2219铝合金在以上三种典型应变状态下的极限应变比固溶淬火态2219铝合金分别高14.51%、38.03%、33.33%;完全退火态2219铝合金在电磁成形条件下以上三种典型应变状态下的极限应变比准静态成形条件下分别高16.08%、24.38%、18.76%;固溶淬火态2219铝合金在电磁成形条件下以上三种典型应变状态下的的极限应变比准静态成形条件下分别高16.34%、24.20%、30.94%,电磁成形可有效提高2219铝合金的成形极限,改善2219铝合金的成形性能。     

TA32钛合金板成形性能与电磁辅助弯曲成形实验研究

由于TA32钛合金板室温成形性差、精度难以保证,开展了电磁辅助弯曲成形方法的实验研究,通过拉伸和电磁成形实验探究了TA32钛合金的力学性能和成形性能,获得了TA32钛合金板在准静态和动态拉伸下的应力、应变关系,给出了在电磁成形状态下的成形极限应变,阐明了电磁成形作用下的TA32钛合金的增塑机制.采用匀压式电磁辅助弯曲成...     

板材局部增强抗破裂方法及其在铝合金胀形中的应用

针对板材半模成形过程中容易发生破裂的问题，借鉴覆层板成形及反向充液成形等方法，提出了一种板材局部增强抗破裂的成形新方法，将具有一定强度的增强层粘贴于成形试件破裂区域，通过改善破裂及相邻区域的应力和应变状态，实现了提高板材成形性能的目的。通过板材球头胀形成形过程应力分析，确定了局部增强方法对提高板材胀形性能的可行性；通过不同增强层数的Al1060板材拉伸实验，得到了局部增强材料及层数对Al1060板材应力、应变及强度的影响；最后通过Al1060板材胀形实验和有限元分析，得到了增强材料层数及增强区域宽度对Al1060板材极限胀形高度及壁厚分布的影响。结果表明，板材局部增强方法一定条件下提高了板材抗破裂性能。     

汽车结构件内高压成形应力极限分析

由极限应力构成的应力成形极限图(FLSD)独立于应变路径,可作为复杂应变路径下成形极限的判据。通过标准成形极限实验获得3A21铝合金板材的成形极限图(FLD);由极限应力应变转换关系,将极限应变转换至主应力空间,建立对应的FLSD;采用LS-DYNA软件对方截面汽车结构件内高压成形过程进行了模拟,应用FLSD预测胀形过程中破裂的发生及极限成形压力。模拟结果与物理实验结果相吻合,证明FLSD可作为管材内高压成形等复杂应变路径下成形极限的判据。     

行李箱内板零件冲压成形分析

在材料力学性能测试和成形极限分析的基础上,采用网格应变分析技术研究了行李箱内板零件冲压过程危险区域的金属流动规律,评价了两种钢板的成形效果。结果表明：行李箱内板危险部位的变形方式为胀形一深拉延变形,r值和n值较高的冷轧薄板具有较高的成形极限,相应地其冲压成形安全裕度也较大。     

基于Dynaform的汽车后围板成形过程仿真研究

采用实验和数值模拟法相结合的方法,利用单向拉伸试验测量汽车后围板材料的力学性能,利用数值模拟分析了汽车后围板的成形过程。结果表明,单向拉伸试验所测结果和材料库中参数存在很大差异。数值模拟过程中,为了使材料能够发生充分的变形,拉延筋的设计是很必要的,但是拉延筋的存在并不能完全解决零件破裂问题,可能还有其他的因素导致零件产生破裂趋势。     

TRIP钢冲压成形过程中马氏体相变特性研究及其仿真

结合材料四相特性及板料的各向异性,构建TRIP钢应力应变关系及屈服准则,基于Tomita and Iwanmoto（TI）理论模型,建立TRIP钢本构关系,实现其冲压成形过程仿真。实验结果表明四相硬化混合准则可以准确描述含有TRIP钢硬化特性。单向拉伸实验、平面拉伸实验结果同计算结果比较说明相变模型可以定量预测变形过程中的马氏体转变。圆筒件冲压成形结果同实验结果表明,理论模型同样可以合理描述冲压成形过程中马氏体的变化规律。     

2024铝合金高温损伤模型的建立及其应用

针对2024铝合金在其高温拉伸过程中颈缩现象显著,实验测得的应力-应变曲线并不能准确反映材料的真实应力应变关系的问题,通过分析高温拉伸曲线中的流变软化现象及微观组织演化规律,认为动态回复和损伤是导致材料软化的主要机制,提出了一种"去耦合"方法求解真实应力-应变曲线。采用由Avrami方程求解所得的动态回复曲线作为高温下"无损伤"2024铝合金的应力应变关系,并引入Johnson-Cook损伤模型描述2024铝合金高温损伤演化过程。利用ABAQUS有限元模拟软件,集成上述应力应变关系和损伤模型,预测了2024铝合金拉伸断裂和方盒件热拉深成形破裂过程。其预测结果和实验基本一致。