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。     

5A90铝锂合金热态下的成形极限图及其计算模型

为了获得5A90铝锂合金板材在加热状态下的成形极限图,采用自行开发研制的热环境通用板材成形性能实验机以及网格应变自动测量分析系统,进行5A90铝锂合金板材在10mm／min的变形速度和25～300℃变形温度范围内的成形极限图实验,研究了变形温度对成形极限曲线的影响规律。结果表明,5A90铝锂合金的成形极限曲线对温度表现出显著的敏感性,其位置的高低并随温度的升高而显著上升。同时,在实验数据的基础上建立了5A90铝锂合金在不同变形温度下的成形极限计算模型,为成形极限曲线的计算和预测提供了重要的依据。     

2198铝锂合金板材温热成形极限实验研究

采用化学腐蚀网格法,通过刚模胀形实验和网格应变测量分析系统,研究了2198铝锂合金板在温热状态下的成形性能,获得了不同温度下的成形极限图。结果表明,温度显著影响2198铝锂合金板的成形极限曲线,随着温度的升高,合金成形极限曲线逐渐上升,合金塑性成形性能增强。同时,建立了不同温度下2198铝锂合金板成形极限的计算模型。     

基于M-K模型的成形极限预测及参数影响

基于M-K沟槽理论,对平面应力状态下各参数对板料的成形极限图的影响进行预测。将常温和高温的两种Swift修正本构引入成形极限的推导中,用Newton-Raphson迭代法求解得到理论预测的成形极限图。分别用5A90铝锂合金和TRIP钢的实际曲线与理论预测进行对比,确定了理论预测的准确性和可行性。基于此,对材料参数应变强化指数n、应变速率敏感性指数m、预应变ε0、温度T对成形极限图的影响进行了预测;同时,将修正的初始不均度引入推导中,结果表明,修正后的本构方程使理论预测更接近于真实的试验曲线。     

铝锂合金的温热拉深成形性能

在数值模拟研究压边力、毛料直径、凸凹模圆角半径、变形温度等对5A90铝锂合金板材拉深成形影响的基础上,采用正交试验设计方法对拉深成形工艺参数进行优化设计,并进行相应的拉深成形试验。研究表明,变形温度对拉深成形影响最显著,其次是毛料大小的影响,而变形速度和压边力的大小对拉深成形影响较小。通过对试验结果的计算、分析和总结,获得了5A90铝锂合金板材拉深成形的最佳工艺参数组合,在最佳工艺参数条件下,铝锂合金的极限拉深系数达到了0.45。     

5A90铝锂合金电子束焊焊板超塑性变形力学行为

通过高温拉伸试验研究了5A90铝锂合金电子束焊焊板超塑性变形行为. 结果表明,5A90铝锂合金电子束焊焊板具有良好的超塑性变形能力,焊板的峰值流变应力随温度升高及初始应变速率的减小而减小,应变速率小于1×10-2/s时,焊板峰值流变应力小于32 MPa;焊板的断后伸长率随温度的升高和初始应变速率的增大而先增大再减小,在450℃,5×10-3/s断后伸长率达到最大为171.1%. 提出变形比例系数K（接头与母材断后伸长率的比值）,评价焊板中接头的超塑性变形协调能力,在各变形条件下K值均达到70%以上.     

5A90铝锂合金热态下本构关系研究

进行了5A90铝锂合金在200℃~450℃温度范围和0.3×10-3s-1~0.2×10-1s-1应变速率范围内的单向拉伸试验。结果表明,5A90铝锂合金的流动应力随变形温度的升高而减小,随应变速率的增大而增大;而其最大延伸率的变化趋势与流动应力的相反;最佳的成形温度范围在400℃左右。通过试验数据的计算及拟合,得到了任意温度下5A90铝锂合金应力-应变-应变速率关系的本构方程。     

2198铝锂合金充液拉深成形的本构模型及数值模拟

为建立能准确描述2198-T3态铝锂合金充液拉深成形的本构模型并合理制定成形工艺参数,采用单向拉伸实验测定2198-T3态铝锂合金0°、45°、90°方向的真实应力-应变曲线,并通过不同本构方程拟合材料变形抗力曲线。结果表明,具有初始屈服应力的幂函数本构方程对板材不同方向的试验数据拟合较好;2198-T3态铝锂合金板材塑性应变比r为0.931,具有良好的拉深性能;采用DYNAFOM有限元分析软件对充液拉深成形过程进行数值模拟,并对获得的成形性能参数进行验证。     

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。     

2099铝锂合金型材热态下材料性能

对2099铝锂合金型材在120℃~160℃温度范围内的单向拉伸进行试验,通过分析屈服极限、强度极限等材料性能发现,在温度150℃时最利于型材成形;计算得出了描述材料本构关系的Holloman模型和Swift模型,两种模型的比较表明,Swift模型对2099铝锂合金型材的材料性能描述得更为精确。