采用M-K模型和Lou-Huh准则对AA7075-T6板材成形极限预测的对比研究（英文）

为了能够有效预测AA7075-T6高强铝板的破裂,依据Morciniak-Kuczyski模型(M-K模型)与Lou-Huh准则分别绘制AA7075-T6高强铝板成形极限曲线,通过缺口试样误差评估比较两种理论预测模型预测值与试验值之间的相对误差,并通过半球形刚模胀形试验对两种理论预测模型绘制的成形极限曲线进行验证,以此评价M-K模型与Lou-Huh准则的预测精度。由误差分析可知,采用最优断裂参数的Lou-Huh准则对各拉伸试样的误差均值为25.04%,而M-K模型对各拉伸试样的误差均值达到74.24%,Lou-Huh准则对AA7075-T6板材的破裂预测精度较高。半球形刚模胀形试验验证结果表明,用Lou-Huh准则绘制的成形极限曲线能够有效预测AA7075-T6板材的破裂,而M-K模型构建的成形极限曲线预测结果较差。     

7075铝板弹性模量退化行为研究及回弹预测

金属板材的弹性模量随塑性变形发生衰退,这一现象对板材成形中的回弹预测影响巨大。为研究7075高强铝板的弹性模量衰退规律,采用传统的循环加载试验进行弹性模量测试,同时借助DIC应变测量系统设计弯曲卸载试验进行测试。试验结果表明：弹性模量随塑性变形发生明显退化且衰退规律受材料变形所处的应力状态影响。将两种试验所得衰退规律用于C形梁成形过程中的有限元回弹仿真,仿真与试验的对比结果表明：弯曲卸载试验所得弹性模量衰退规律对C形梁回弹分析的结果明显优于循环加载试验所得规律的结果,四个回弹角的预测精度分别提高了42%、7%、40%和200%。     

AA5083管件颗粒介质非均匀内压温热胀形工艺性能解析

基于管件热单向拉伸试验、颗粒介质传压性能试验和外摩擦因数试验,分析了采用温热颗粒介质压力成形工艺时,在非均匀内压下AA5083管材自由胀形区的受力情况,探讨了颗粒介质与管件内壁摩擦作用对管件胀形区壁厚分布和胀形极限的影响。理论分析和工艺试验表明,温热颗粒介质压力成形工艺中颗粒介质与管坯之间存在的有益摩擦有效抑制了管件减薄,提高了管件胀形极限。     

Q235覆管对AA5052铝合金基管颗粒介质胀形行为的影响

采用AA5052铝合金挤压管作内层基管、Q235碳素结构钢卷焊管作外层覆管的钢铝复合管对复合管颗粒介质胀形行为进行研究。通过塑性理论分析胀形过程中管间切向摩擦力及法向压力对基管应力大小的影响;利用数值模拟分析管间摩擦因数和覆管各向异性对基管的应变成形极限的综合影响,并给出单管、复合管胀形时的壁厚减薄情况和基管的应力、应变分布;通过管材颗粒介质内高压胀形试验,对比单管和复合管胀形条件下铝合金管的极限胀形比,分析复合管的变形协调性。结果表明：通过施加Q235碳素结构钢覆管,减小了AA5052基管胀形区中间截面处的双向拉应力,基管胀形区壁厚减薄变小,胀形比提高了22%,复合管下基管最大减薄率为17.5 %,成形性能显著提高。     

高强铝板韧性断裂准则参数求解及其成形极限

为确定符合高强铝板变形规律的韧性断裂准则的断裂参数,设计了10种不同形状和缺口的拉伸试样,分别采用积分式方程组法、解析式方程组法和曲面拟合法求解韧性断裂准则的多组断裂参数。通过分析统计理论断裂应变与试验断裂应变之间的相对误差评价了断裂参数的预测精度。结果表明:采用积分式方程组法和解析式方程组法依据误差分析分别筛选出的两组试样组合方案的预测精度均较好(误差均值小于30%),而曲面拟合法由于样本数据较少预测误差较大。根据积分式方程组法、解析式方程组法和曲面拟合法求解的最优断裂参数,应用Lou-Huh 2013准则绘制7075-T6高强铝板成形极限图,并采用半球形刚模胀形试验进行验证。验证结果表明:积分式和解析式方程组法预测7075-T6高强铝板破裂失稳偏于安全,这与参数求解时断裂起始点的选取偏于安全有关。     

凸环管件颗粒介质内高压成形工艺理论解析

离散体颗粒介质使颗粒介质内高压成形工艺中的传压具有非均匀性、颗粒介质与管件之间摩擦作用显著等特征,基于此,建立了颗粒介质非均匀载荷传压模型,对凸环管件胀形工艺过程进行了理论推导和数值解析,探讨了内压状况和摩擦条件对管件成形性能的影响,并通过工艺试验对理论分析结果进行了验证。分析结果表明,颗粒介质内高压成形工艺所具有的内压非均匀性、介质与管坯摩擦作用显著两大特征可有效减小胀形过程中的壁厚减薄和成形压力。对比试验与理论分析结果表明,壁厚分布和成形压力的理论计算结果与试验结果一致,颗粒介质非均匀载荷传压模型的构建策略可用于管件成形的预测和分析。     

韧性断裂准则新发展及其在轻合金板材成形中的应用

韧性断裂准则依据金属材料的微观断裂机理建立宏观力学判定模型,对于应用越来越广、断裂前无明显颈缩现象的轻质合金板材的断裂性能分析有重要价值。随着对不同应力状态条件下断裂情况的研究,人们对断裂微观机理和宏观影响因素有了新的认识,并在此基础上赋予韧性断裂准则新的发展。本文介绍韧性断裂准则的发展历程,归纳总结新型韧性断裂准则的特点和优势,整理准则中断裂参数的标定方法,梳理准则在板材成形中的两种重要应用途径——断裂成形极限图和断裂轨迹。     

基于Lou-2013韧性断裂准则5182铝板成形极限研究

以Lou-2013韧性断裂准则为理论基础研究5182铝合金板材的韧性断裂力学性能,设计圆孔试件、平面应变试件和平面剪切试件的拉伸试验来获取准则中的材料参数。通过该准则确定"断裂应变?应力三轴度"曲线,为ABAQUS软件中的韧性损伤材料模型提供损伤判据,构建5182铝合金板材的韧性损伤仿真模型。利用此模型对上述三个试件的拉伸过程,以及半球形凸模胀形试验过程进行有限元仿真,并通过数据分析绘制基础拉伸试验与半球形凸模胀形仿真相结合的5182铝合金板材成形极限图。试验与仿真表明,所建立的有限元材料模型能够准确地再现三种试件的力程曲线和断裂特征;通过基础拉伸试验与半球形凸模胀形仿真相结合求解出的成形极限图包含两条曲线:损伤成形极限曲线(Damageforminglimitcurve,Damage FLC)和断裂成形极限曲线(Fracture FLC)。与成形极限试验数据对比表明,采用Damage FLC判定板材破裂失稳偏于安全,为实测成形极限数值的下限,而采用Fracture FLC判定则偏于危险。     

基于神经网络和遗传算法的板材韧性断裂准则参数优化及成形极限预测

为有效预测AA7075-T6板材变形破裂问题,设计10种不同应力状态的板材拉伸试样,通过方程组法获取BP神经网络的样本数据,建立基于神经网络与遗传算法(BP+GA法)的韧性断裂准则参数预测模型,并依据方程组法最优试样组合方案以及优化后的断裂参数,绘制AA7075-T6板材成形极限曲线.通过缺口试样误差评估比较方程组法和...     

AA7075板材热处理的增塑机制及成形性能

结合生产工艺过程，研究了成形所需固溶处理、工序衔接所需自然时效、性能恢复所需人工时效对板材力学性能和成形性能的影响；通过金相显微镜、扫描电子显微镜和能谱分析等手段，探索热处理对板材显微组织与宏观力学性能的影响。结果表明：AA7075板材经固溶(480 ℃,0.5 h)水淬且自然时效处理后，最大力总伸长率提高85%、屈服强度降低60%，后经人工时效(120 ℃,12 h)处理，板材可完全恢复力学性能；固溶后,板材成形极限大幅提高，回弹比率显著减小；后继时效处理对弯曲角变化影响微弱。