2124铝合金时效成形回弹预测

为预测2124铝合金时效成形的回弹量,对时效成形过程进行了理论分析,提出了通过应力松弛量计算时效成形回弹的方法。进行了单向应力松弛试验,得到2124铝合金应力松弛行为的数学表达式,推导出回弹后零件半径的计算公式,并通过实验证明其有效。运用得到的公式研究了弯曲半径、零件厚度和时效时间对回弹量的影响,得到了相应的变化规律和回弹量的下限值,并且给出时效成形回弹成因的解释,并提出材料的应力松弛极限是时效成形回弹的成因之一。     

铝合金7075蠕变时效成形回弹规律

蠕变时效成形技术是利用金属的蠕变特性,将成形与时效热处理同步进行的一种成形方法。文章以可时效强化型铝合金7075为研究对象开展蠕变时效成形试验,考察厚度、弹性预变形量、时效时间和温度的综合效应对成形曲率半径的影响规律,并通过正交多项式回归分析,建立了回弹率与4个试验因素之间的回归方程,进行的工艺试验验证结果表明,运用该回归方程可以对蠕变时效成形后零件的回弹率进行预测。     

7050铝合金蠕变时效成形回弹规律与力学性能研究

以可时效强化7050铝合金为对象开展了蠕变时效成形试验研究,采用正交试验研究了回弹与各工艺因素(时效温度、时间、预弯半径)之间的关系;同时,通过人工时效与蠕变时效成形试验对比分析,揭示了外加应力对7050铝合金力学性能的影响规律。结果表明:蠕变时效温度对7050铝合金回弹的影响最大,时间次之,预弯半径对回弹的影响相对较小;与人工时效相比,蠕变时效初期材料的力学性能略有提高,但随着时效时间延长,力学性能明显降低。     

7050铝合金时效成形有限元模拟及回弹分析

针对7050铝合金建立蠕变时效本构模型,对ABAQUS软件进行二次开发,将本构模型嵌入到时效成形有限元模型中,通过模拟与试验验证了有限元模型的正确性。通过有限元模拟,对复杂壁板中的高筋整体壁板、变厚度壁板和球型面模具成形回弹进行分析和预测,获得了回弹的影响规律,为模具型面修正提供了可靠依据。     

2124铝合金双曲率蠕变时效成形试验与回弹

基于3种单曲率和双曲率模具,以2124铝合金为研究对象,选取4种不同温度的峰值时效制度进行一系列蠕变时效成形试验,并测量了各试验条件下的回弹率。结果表明,时效制度对于回弹率的影响非常明显,此外回弹率还与材料所受的应力状态相关,当两种条件均达到最佳耦合效果时,板材的回弹率最小;双曲率弯曲成形试样在两个方向上的回弹率存在明显差异,但由于相互之间的协调作用,使得两个方向上的曲率变化规律能够保持一致,并对各方向上的回弹产生一定的限制作用。     

带筋铝合金壁板蠕变时效成形回弹行为试验

以可时效强化型7075铝合金带筋壁板为研究对象,开展蠕变时效成形试验,利用ATOS三维光学扫描仪对成形试件进行测量,计算出该铝合金带筋壁板的回弹量。同时,采用相同材料的铝合金平板件,在相同的试验条件下开展蠕变时效成形试验,计算平板件的回弹量,并与铝合金带筋壁板的回弹量进行对比分析。研究结果表明,相同工艺条件下,带筋壁板蠕变时效成形后的回弹量为11.2%,远小于平板件的回弹量(平板件的回弹量为53.9%)。这是由于相同曲率条件下,带筋壁板弯曲时尽管蒙皮部分处于弹性变形,但筋条处发生了明显的塑性变形,从而限制了蒙皮的回弹。因此,已有的基于平板件回弹行为的研究不能简单的应用于带筋壁板构件,需要进一步研究筋条塑性变形对构件回弹行为的影响规律,该文对于开展带筋壁板构件时效成形回弹行为研究提供了参考。     

7475铝合金板蠕变时效成形回弹研究

通过7475-T7351铝合金蠕变拉伸试验优化基于Kowalewski的蠕变时效本构模型材料常数。使用该本构模型进行7475-T7351铝合金等厚板蠕变时效成形有限元分析和回弹预测,研究了板料厚度、蠕变时效时间和模具型面半径对等厚板回弹的影响规律,并进行了试验对比分析,验证了有限元模型回弹预测的准确性。研究结果表明,所建立的蠕变时效本构模型和有限元模型可以较准确预测实际零件的蠕变时效成形过程;板料回弹率随蠕变时效时间延长而减小,随板料厚度增加基本呈线性下降;模具型面半径不同时,等效蠕变应变和蠕变总变形量与模具型面半径成反比。     

电场固溶处理对2A12铝合金时效成形的影响

基于静电场固溶处理制坯为铝合金时效成形提供了一种新的方法。为评价该工艺的可行性,研究了不同电场强度对2A12铝合金时效成形的影响,探索了在不同固溶电场强度下的时效成形性与普通固溶处理后时效成形的差异,对处理后的2A12铝合金试件进行力学性能测试与显微组织分析。结果表明:电场固溶处理+时效成形对2A12铝合金的组织和性能有一定的影响,较普通固溶处理+时效成形表现出良好的成形性和伸长率;随着电场强度的增加回弹率逐渐降低,韧窝数量增加且尺寸增大;在固溶时施加5.2 k V·cm-1的电场强度可以促进第二相的溶解,导致Cu Al2析出相的比重增大。     

不同预弯半径下2A12铝合金时效成形

研究2A12铝合金在不同预弯半径下的时效成形,并考察时效成形与人工时效后合金的微观组织和力学性能的差异.结果表明:与人工时效相比,时效成形过程中,由于应力的存在,使得合金在时效成形后晶粒被进一步压扁拉长,晶内沉淀相由点状变为长条状且呈现出一定的方向性,同时,其位错形态由位错圈或蜷线位错向长直态位错转变.时效成形后,合金的拉伸性能和断裂韧性均比人工时效时的略有降低,回弹率随预弯半径的增大而增大.预弯半径的变化对沉淀相的尺寸和数量以及时效成形后合金的力学性能均无明显影响.     

FSW对2A12铝合金时效成形的影响

为评价2A12铝合金FSW构件的时效成形工艺,研究了FSW对2A12铝合金时效成形的影响,设计了以时间为参数变量的带焊缝与不带焊缝时效成形工艺的对比试验,并进行FSW焊件与非焊件时效成形力学性能对比研究及成形性分析。结果表明,在其他条件相同的情况下,非焊接试样时效成形时,最佳回弹时效时间为10h,回弹率达25.41%;FSW焊件时效成形时,最佳回弹时效时间为8h,回弹率达33.49%。非焊接试样时效时间8h,抗拉强度达到463.4MPa;FSW试样时效时间8h时,抗拉强度达到354.1MPa。经时效成形处理的非焊接试样和FSW试样的强度均有提高,且非焊接试样的硬度明显高于焊接试样。FSW工艺对时效成形试样的回弹、力学性能及表面硬度均产生了不同程度的负面影响。     

2A12铝合金FSW板材时效成形性研究

为评价2A12铝合金搅拌摩擦焊构件时效成形工艺,设计了以时间参数为变量的焊后时效成形工艺模拟试验,进行了FSW(FSW-搅拌摩擦焊)焊件蠕变时效力学性能及成形性研究。结果表明,在搅拌头转速750 r/min、焊速60 mm/s的焊接工艺参数下,当时效成形时间为8 h时,FSW焊接件抗拉强度达到354.1 MPa,为母材强度的79.2%,其断裂位置基本位于热影响区前进侧。在该工艺下最佳回弹时间为8 h,此时回弹率为33.49%。硬度最低点在热影响区,该区域内硬度随时效时间的增加呈递减趋势。     

时效制度对7055铝合金弯曲蠕变时效成形的影响

采用自制的单曲率弯曲蠕变成形装置,针对7055铝合金板材进行系列蠕变时效成形试验。测得不同时效制度下试样的回弹量、力学性能与微观组织,并与人工时效试样进行了对比分析。结果表明,回弹量随着时效时间的延长和时效温度的升高而降低,但回弹极限基本不受影响;弯曲蠕变时效试样较人工时效试样具有较高的强化效果和电导率;弯曲蠕变时效后试样的晶粒尺寸和形状与人工时效试样无明显区别,但其析出相则比人工时效试样细小和密集。     

7075铝合金蠕变时效成形过程数值模拟

蠕变时效成形技术是利用金属的蠕变特性,将成形与时效热处理同步进行的一种成形方法。文章运用有限元对成形过程进行数值模拟,就成形过程中的应力应变分布、主要成形参数对回弹的影响进行分析,为实际工艺参数的确定及优化提供参考。     

铝合金的时效成形技术

当代航空工业中,先进的时效成形技术已经成功地应用于铝合金壁板类零件的制造,特别适合制造飞机的机翼。时效成形技术已有大量的研究和探讨。本文介绍了铝合金的先进时效成形技术。详细地阐述了铝合金时效成形的基本理论、工装和设备和工艺。概括了国内外研究时效成形工艺、铝合金时效成形后组织性能及相关时效成形铝合金的开发现状。提出了铝合金时效成形的一些未来发展的方向。     

双曲率2219铝合金板蠕变时效成形技术研究

进行了淬火态2219铝合金板材在175℃下18 h,70～130 MPa应力水平的拉伸蠕变试验,选择了修正的7参量Kowalewski本构模型拟合得到材料参数。通过3种单曲率铝板蠕变成形的有限元模拟和试验,测得试验回弹率与预测值最大误差为9.5%,验证了材料模型的正确性。开展了双曲率铝板零件蠕变成形有限元模拟并基于模拟结果采用偏差调节法进行了4次模具型面迭代补偿,模拟得到零件型面与设计型面之间的最大偏差降至0.19 mm。进行了双曲率板175℃,18 h的蠕变时效成形试验验证,得到试验件弯曲挠度最大偏差为11.19%,偏差主要集中于零件心部。     

2A12铝合金时效成形的微观组织和力学性能

对2A12铝合金进行时效成形和人工时效的对比实验,考察时效成形对其微观组织和力学性能的影响。结果表明：与人工时效相比,时效成形过程中由于应力的存在,使得合金在时效成形后晶粒被进一步压扁、拉长,沉淀相由取向随机分布的点状变为具有一定方向性的长条状,同时其位错形态由位错圈或蜷线位错向长直态位错转变。时效成形后,合金的拉伸性能、断裂韧性均比人工时效时的略有降低,疲劳裂纹扩展速率却有所提高。     

铝合金曲面板料回弹的电磁成形校正试验

以5023铝合金作为研究对象,先利用普通冲压方法对不同厚度的铝合金曲面板料进行预变形,然后使用均匀压力线圈对预变形的坯料进行电磁校形试验,分析研究不同条件下的板料回弹情况。结果表明,普通冲压时曲面板料回弹严重,电磁校形可以显著减小回弹。在较低电压下多次放电,可以逐步减小回弹量;在较高电压下一次放电,即可基本消除回弹。     

铝合金2324蠕变时效成形试验研究

蠕变时效成形技术是利用金属的蠕变特性,将成形与时效热处理同步进行的一种成形方法。文章以可时效强化型铝合金2324为研究对象开展蠕变时效成形试验,考察了厚度、弹性预变形量、时效时间和温度的综合效应对成形曲率半径和材料性能的影响规律,并通过正交多项式回归分析,建立了回弹率与4个试验因素之间的回归方程,为实际工艺参数的优化以及回弹预测提供参考。     

基于小波变换闭环控制的时效成形回弹补偿

时效成形零件回弹较大且不易控制,为提高成形精度,文章提出了基于小波变换的回弹补偿方法,并详细阐述该算法的原理及其实现。将该方法应用于复杂壁板零件进行仿真迭代补偿,其偏差均在0.48mm以内,满足零件设计要求。采用"双井字"实验零件对方法进行验证,最大偏差为0.484mm,满足工程应用要求,证明提出的基于小波的补偿算法对于时效成形模具型面补偿可行。     

基于工艺参数的渐进成形回弹量预测与控制

以圆锥凸台为研究对象,有限元软件ABAQUS为模拟平台,成形件的回弹量为研究指标,采用正交试验法分析了工具头半径、层间距、工具头速度及其之间的交互作用对回弹量的影响;基于模拟结果进行了非线性回归分析,建立了针对工艺参数的回弹量非线性预测模型。最后对该预测模型进行了实验验证,结果表明,该模拟结果与实验结果吻合,证明可通过调整工艺参数来控制渐进成形零件的回弹量,该方法对于提高板材渐近成形技术的成形质量具有重要意义。