5A06 铝合金半球薄壁件充液拉深成形工艺研究

目的优化5A06铝合金半球形薄壁零件充液拉深成形工艺参数。方法首先利用有限元方法对铝合金半球充液拉深成形过程进行有限元仿真。对其中的关键工艺参数压边间隙和液室压力进行详细分析,优化工艺参数,然后进行实验验证。结果当压边间隙较大时法兰起皱,当压边间隙较小时零件破裂。液室压力过大,零件悬空区胀形量过大,壁厚减薄严重,容易破裂。若压力过小,液室压力的摩擦保持作用不明显,也容易使板料过度减薄而破裂。结论压边间隙控制在2.7~2.8 mm之间,液室压力控制在15~25 MPa之间,可以成形出合格零件,实验结果与有限元仿真结果相符。     

5A06铝合金及焊接材料的电化学腐蚀行为

目前有关5 A06铝合金及其焊缝腐蚀的研究较少.采用极化曲线和电化学阻抗谱(EIS),研究了5A06铝合金及同组成的焊接材料在3.5％NaCl溶液、自来水和60％醋酸中静态条件下的电化学腐蚀行为.结果表明:与原材料相比,5 A06铝合金焊接材料在3.5％NaCl溶液中腐蚀明显加剧,在60％醋酸中腐蚀速率略微增大,在自来水中腐蚀程度几乎相当;焊接材料在3.5％NaCl溶液和自来水中都形成了较为稳定的钝化膜.     

5042 铝合金板复合拉深工艺下的制耳规律

基于ABAQUS有限元仿真软件,对5042铝合金板在复合拉深工艺下的制耳规律进行了三维数值模拟。通过分析复合拉深工艺中板料成形后的筒高,及厚度、应变的分布规律,探讨了5042铝合金板在这种复合工艺下的成形和制耳规律,揭示了相关塑性变形的机理。     

5A06铝合金焊接接头裂纹失效分析

针对5A06铝合金焊缝附近出现的裂纹进行了分析。5A06铝合金母材、焊缝及热影响区组织分析结果表明,材料成型后的组织不均匀,并且存在夹杂物,晶内和晶界有析出相出现。采用光学显微镜对裂纹的扩展特征进行分析,结果表明,裂纹在材料边缘夹杂物处启裂,以沿晶的特征进行扩展。采用SEM对断口进行微观和宏观分析,断口中存在二次裂纹,断口为脆性断裂。     

高韧性高强度5A06铝合金焊接接头的力学性能

为提高5A06铝合金氩弧焊接接头的综合力学性能,本文开展了高韧性高强度焊丝研究,通过拉伸和疲劳性能测试以及断口分析研究了4mm厚5A06铝合金钨极氩弧焊对接接头的抗拉和疲劳强度以及断裂行为。结果表明,所研制的焊丝兼具高抗拉强度和疲劳强度,焊接接头抗拉强度最高达341MPa,断裂延伸率14.9%,较商用ER4043焊丝提高了32%和30.2%;2×106次循环次数对应95%存活率的疲劳强度特征值最高达44MPa,高出国际焊接学会(IIW)推荐值37%。     

2A12 铝合金平底筒形件充液拉深数值模拟研究

目的研究工艺参数对2A12铝合金平底筒形件充液拉深成形的影响规律。方法采用数值模拟方法,研究了液室压力加载路径、成形液室压力、压边力和压边间隙对板材充液拉深成形效果的影响。结果获得了充液拉深成形的失效形式,以及不同工艺参数下零件壁厚减薄率的变化规律。成形前期,液室压力不宜过大,最大液室压力在10~25 MPa之间,压边间隙在1.05~1.15mm之内,可有效避免零件过度减薄和法兰起皱。结论合理的液室压力加载路径和压边间隙,可以有效地控制零件法兰区起皱,防止凸模圆角处破裂。     

筒形件反拉深数值模拟的关键技术

结合对Numisheet’99标准考题的模拟研究，论述了反拉深成形过程有限元模拟的关键技术问题，涉及反拉深成形过程的强化模型、接触、起皱、破裂及回弹计算等，并介绍主要模拟结果。     

5A06 铝合金板材超塑气胀成形数值模拟

目的改善5A06铝合金板材超塑性气胀成形件壁厚分布。方法采用MARC有限元分析方法,对商业供货态5A06-O铝合金板材(原始厚度为2 mm)的超塑性成形进行数值模拟分析。结果优化后的反吹预减薄变形,使杯形件最终壁厚分布大大改善,最薄处壁厚从单纯正吹胀形时的0.65 mm提高到了0.94 mm,壁厚均匀性指数达到0.079。结论合理的反胀形模具可以增加最小壁厚,达到提高壁厚均匀性的目的。     

6061铝合金飞机溢油口拉深成形研究

目的 掌握深腔薄壁溢油口拉深成形工艺,解决拉深成形过程中起皱和破裂问题,研究各参数对拉深成形的影响规律,最终成形出合格产品。方法 以6061铝合金飞机溢油口为主要研究对象,采用Dynaform有限元数值模拟软件建立有限元模型,分析成对拉深成形对材料流动的影响并与单一拉深成形进行对比,通过改变毛坯外形尺寸、凹凸模间隙和压边力等参数进行拉深成形模拟试验研究,最终通过拉深成形试验验证成形方法及各参数设置的合理性。结果 成对拉深成形能限制单一拉深成形圆弧开口位置材料收缩,改善开口处起皱和变形缺料的现象。随着凹凸模间隙的增大,最大减薄率逐渐降低而后升高,最佳成形凹凸模间隙为1.05t;随着压边力的增大,最大减薄率逐渐升高,最大增厚率逐渐降低,最佳成形压边力为50 kN;凹模圆角半径小于7 mm 时,板料最大减薄率逐渐减小,半径为4 mm时,最大减薄率下降最快,半径在7~8 mm范围内,板料最大减薄率趋于平稳,最佳成形凹模圆角半径为7 mm。结论 模拟得到了毛坯外形尺寸、凹凸模间隙和压边力等参数对拉深成形的影响规律,最终制造出了满足设计要求的产品,验证了各参数设置的合理性。     

5A06铝合金焊接接头裂纹失效分析EI北大核心CSCD

针对5A06铝合金焊缝附近出现的裂纹进行了分析。5A06铝合金母材、焊缝及热影响区组织分析结果表明,材料成型后的组织不均匀,并且存在夹杂物,晶内和晶界有析出相出现。采用光学显微镜对裂纹的扩展特征进行分析,结果表明,裂纹在材料边缘夹杂物处启裂,以沿晶的特征进行扩展。采用SEM对断口进行微观和宏观分析,断口中存在二次裂纹,断口为脆性断裂。     

Effects of Loading Paths on Hydrodynamic Deep Drawing with Independent Radial Hydraulic Pressure of Aluminum Alloy Based on Numerical Simulation

In order to meet the forming demands for low plasticity materials and large height-diameter ratio parts, a new process of hydrodynamic deep drawing （HDD） with independent radial hydraulic pressure is proposed. To investigate the effects of loading paths on the HDD with independent radial hydraulic pressure, the forming process of 5A06 aluminum alloy cylindrical cup with a hemispherical bottom was studied by numerical simulation. By employing the dynamic explicit analytical software ETA/Dynaform based on LS-DYNA3D, the effects of loading paths on the sheet-thickness distribution and surface quality were analyzed. The corresponding relations of the radial hydraulic pressure loading paths and the part＇s strain status on the forming limit diagram （FLD） were also discussed. The results indicated that a sound match between liquid chamber pressure and independent radial hydraulic pressure could restrain the serious thinning at the hemisphere bottom and that through adjusting radial hydraulic pressure could reduce the radial tensile strain and change the strain paths. Therefore, the drawing limit of the aluminum cylindrical cup with a hemispherical bottom could be increased significantly.     

铝合金厚板搅拌摩擦焊焊缝金属流动行为研究进展

搅拌摩擦焊接过程中,焊缝成形与金属流动行为密切相关,而金属流动又取决于焊接工艺参数、搅拌头形貌、材料本身性能及温度场分布等影响因素。与铝合金薄板搅拌摩擦焊不同,厚板焊接时焊缝上部、下部温差太大,导致焊缝材料流动形态发生较大变化。基于焊缝成形理论,从焊缝金属流动分析方法、影响因素出发,分析厚板搅拌摩擦焊焊缝金属流动形态及特征,探讨焊缝中疏松、未焊透、包铝伸入、弱连接等缺陷的形成原因,揭示厚板搅拌摩擦焊焊缝成形机理。研究结果为铝合金厚板搅拌摩擦焊焊接技术在航空、航天等高科技领域的广泛应用提供科学依据和理论基础。     

梯度复合铝合金的缝隙腐蚀研究

研究了2024/3003铝合金板材在梯度复合面之间的缝隙腐蚀行为,观察了不同腐蚀时间下2024/3003铝合金梯度复合面的宏观和微观腐蚀形貌,总结了合金的腐蚀失重和腐蚀速率变化规律.结果显示:2024/3003梯度复合铝合金板材在缝隙腐蚀的开始阶段,平均腐蚀失重较快,平均腐蚀速率逐渐升高,在250 h以后,平均腐蚀失重减慢,平均腐蚀速率迅速降低,并逐渐趋向稳定.     

基于GISSMO断裂准则的6016铝合金断裂行为研究

目的 研究零部件在成形与碰撞过程中,6016铝合金在不同应力状态下的断裂行为。方法 通过准静态拉伸实验,获得了6016铝合金的基本力学性能。利用Nakajima成形极限实验,获得了6016铝合金材料的断裂成形极限曲线。设计了7种涵盖成形及碰撞过程中应力状态的断裂极限测试试样,采用数字图像相关技术(DIC)记录了试样在变形过程中的全场应变。利用实验-有限元反求方法标定了6016铝合金的GISSMO断裂准则的参数,并用帽形件三点弯曲实验验证了模型的合理性。结果 相比于传统断裂成形极限图的预测结果,基于GISSMO断裂准则的仿真结果与实验具有更好的一致性。结论 所建立的GISSMO模型可以用于预测6016铝合金在复杂应力状态下的断裂行为。     

6013铝合金热变形行为研究

以6013铝合金为试验材料,采用热压缩镦粗法,在Gleeble-1500热模拟试验机上进行等温热压缩试验.结果表明:随变形速率增加和变形温度降低,合金的流变应力增加.随变形程度增加,流变应力先迅速增加到一峰值,然后缓慢下降到渐趋平稳,呈现明显动态再结晶特征.该合金的流变应力行为可用包含Arrhenius项的Zener-Hollomon参数来描述,其变形激活能Q为145.75kJ/mol.     

铝合金板料冲压成形的模拟分析

以某客车后围下延伸板为研究对象,运用仿真软件分别对铝合金板和低碳钢板进行冲压成形模拟分析,得到在工艺条件相同的情况下这2种材料成形性的差异,以及获得铝合金成形合格产品的工艺条件。     

5A06铝合金TIG丝材-电弧增材制造工艺

选用Φ1.2mm的5A06铝焊丝为成形材料,研究TIG丝材-电弧增材制造工艺。以TIG焊机为电源(交流模式),以四轴联动数控机床为运动机构,研究单层和多层成形时预热温度和电流对成形形貌的影响,观察成形件微观组织,并测试其力学性能。建立了单层单道基板预热温度和电弧峰值电流工艺规范带判据,以保证良好成形。结果表明:成形件的高度从第一层的3.4mm急剧下降,直到第8层后高度稳定在1.7mm。层间组织为细小的树枝晶和等轴晶;层间结合处组织最粗大,为柱状树枝晶;顶部组织最细小,由细小的树枝晶转变为等轴晶。成形件的力学性能各向同性,抗拉强度为295MPa,伸长率为36%。