大口径5A06铝合金带焊缝波纹管电磁成形工艺机理

针对大口径5A06铝合金带焊缝波纹管采用传统工艺成形困难的问题,开展了带焊缝波纹管电磁成形工艺机理的研究。基于有限元软件LS-DYNA R8建立了大口径5A06铝合金带焊缝波纹管电磁成形有限元模型。基于电磁成形过程中管件成形过程、所受电磁力分布和变形历史的分析揭示了带焊缝波纹管电磁成形工艺的成形机理。结果表明,在带焊缝波纹管电磁成形过程中,管件发生多次“碰撞—反弹”的周期性变化,焊缝处材料的变形略微早于母材;管件受到的电磁力沿厚度方向由内到外逐渐降低;碰撞效应引起管件的能量损耗与应力释放,管件反弹量随着碰撞后应力的重新分配逐渐减小,进而实现带焊缝波纹管的高精度成形。     

铝合金板料电磁翻边全流程工艺研究

航空航天用铝合金构件的服役条件日趋严苛,要求构件具备更高的强度和精度.基于铝合金电磁翻边与热处理工艺,通过规程控制优选出电磁翻边全流程工艺路线,以期获得服役性能更好的结构件.结果表明:全流程工艺下的成形件尺寸精度满足要求,周向均匀性良好,成形质量高;成形件的硬度显著提高且分布均匀,力学性能大幅度提升.获得最优的电磁翻边...     

铝锂合金形变热处理工艺研究进展

形变热处理工艺是铝锂合金力学性能的重要调控方式。介绍了铝锂合金以及形变热处理的发展历程和特点。综述了铝锂合金形变热处理的经典阶段,即固溶淬火、预变形和人工时效阶段。描述了不同阶段下材料的微观组织演变特征及其对材料力学性能的影响,包括过饱和固溶体演变、塑性变形诱导位错演变、位错促进析出相形核、析出相演变模型、材料强韧化机制以及力学模型。介绍了耦合多物理场的形变热处理工艺新发展,但是相关影响机制有待进一步研究,相关的析出相演变模型、时效动力学模型有待进一步完善。最后,针对现有研究提出了后续值得继续深入研究的方向。     

脉冲电磁场效应对2195铝锂合金力学性能的影响及机理

基于试样不发生形变的脉冲电磁场效应实验装置,研究了脉冲电磁场效应对应变量为0.09的退火变形态2195铝锂合金力学性能和微观组织的影响规律及机理。发现脉冲电磁场效应对材料维氏硬度呈现阶梯影响规律。当放电电压低于临界电压(13 kV)时,试样的维氏硬度随放电电压的增加而降低,相对退火变形态试样降低达8.1%,脉冲电磁场对试样产生软化效应。当放电电压高于临界电压时,脉冲电磁场的软化效应与硬化效应趋于动态平衡。通过微观组织表征,发现脉冲电磁场效应可以促进材料第二相溶解,其平均尺寸和面积分数分别相对退火变形态试样降低8.8%和13.9%;脉冲电磁场效应影响材料位错演变,脉冲电磁场效应使得材料位错密度从退火变形态试样的2.37×10¹⁴ m^-2降低至1.42×10¹⁴ m^-2。此外,阐明了脉冲电磁场效应下材料软化和硬化现象的来源及机理,揭示了涡流软化效应和磁致应力硬化效应对位错、第二相及维氏硬度演变的影响机理。     

2195铝锂合金时效析出行为与强化机理

采用透射电子显微镜、单向拉伸力学性能测试和扫描电子显微镜等方法研究了2195铝锂合金在不同形变热处理下时效析出行为,并阐明了析出相强化机理。结果表明：不同形变热处理下2195铝锂合金中主要强化相均为T₁相,但是其尺寸、分布、数量密度和晶界形貌有差异。预应变可显著提高T₁相的形核率并加速其长大过程。时效温度越高,T₁相的形核率越低,但长大速度越快。形变热处理后的微观组织可显著提高2195铝锂合金的力学性能,T871态(固溶处理+7%预应变+(120℃、4 h)+(160℃、24 h))的屈服强度为(541±10) MPa,抗拉强度为(606±9) MPa,伸长率为(11±1)%。位错在T₁相多处沿着垂直于直径方向剪切,有效阻止了微观尺度上的塑性局部化。     

铝合金双曲率薄壁件电磁渐进辅助拉伸成形工艺方案设计与开发

目的 针对铝合金双曲率薄壁件传统拉伸成形工艺成形均匀性差的问题,提出一种采用电磁渐进辅助拉伸成形的高精度成形工艺。方法 设计电磁渐进辅助拉伸成形工艺方案,基于有限元仿真软件LS-DYNA R13.0,建立拉伸成形和电磁成形有限元模型。通过数值仿真研究线圈移动路径和放电电压组合对成形质量的影响以及薄壁件的整体贴模成形过程和等效塑性应变。结果 与单程放电相比,双程放电能够大幅度提高板材变形均匀性。与以中间值电压连续放电以及先大电压后小电压的放电电压组合相比,在先小电压后大电压的放电电压组合下,板材的成形质量更高。选择线圈双程顺序移动路径和7 kV-10 kV放电电压组合,通过10次拉伸和9层54次放电,得到了减薄率仅为3%的贴模性良好的双曲率薄壁件。变形量基本呈现随着放电层数的增加而不断降低的趋势。电磁放电仅扩展更大的塑性应变区域,不改变已贴模区板材的塑性应变值。结论 与拉伸成形相比,电磁渐进辅助拉伸成形工艺有效提高了板材的塑性变形程度并极大控制了回弹的发生。