1060鋁合金板材兩點對稱式漸進成形破裂過程研究.pdf

1、兩點對稱式漸進成形是金屬板材漸進成形工藝的一種重要形式，它是在單點漸進成形的基礎(chǔ)上，通過對稱分布的兩工具頭來改善板材在變形過程中的成形條件，最終實現(xiàn)板材兩點對稱式漸進塑性加工。由于兩點對稱式漸進成形技術(shù)具有成形力小、受力均勻、抗切向扭曲、成形質(zhì)量和成形效率高等工藝優(yōu)勢，近年來在金屬板材塑性加工領(lǐng)域中受到前所未有的關(guān)注。但在金屬板材多點漸進成形過程中，破裂缺陷仍然是制約漸進成形技術(shù)發(fā)展的瓶頸之一，因此開展金屬板材兩點對稱式漸進成形的破裂過

2、程研究，對提高板材成形質(zhì)量具有重要意義。
　　本研究采用理論計算、數(shù)值模擬分析和成形實驗相結(jié)合的方法完成了以下工作：通過不同應(yīng)變速率下的單拉試驗，建立鋁合金板材漸進成形韌性破裂準則，并在此基礎(chǔ)上對板材漸進成形破裂過程進行定量分析；以韌性破裂準則為判斷依據(jù)，完成了成形方式及成形工藝參數(shù)對韌性破裂值的影響規(guī)律分析，并開展了板材破裂預(yù)測及工藝優(yōu)化相關(guān)工作。
　　本文的主要研究成果：
　　(1)通過單向拉伸實驗和有限元數(shù)值模擬

3、，分析1060鋁合金板材對拉伸過程中應(yīng)變速率的敏感特性，提出考慮應(yīng)變率效應(yīng)的鋁合金板材漸進成形韌性破裂準則；在此基礎(chǔ)上，通過缺口拉伸試驗和和漸進成形試驗，采用有限元數(shù)值模擬和實驗相結(jié)合的方法確定了韌性破裂準則中的材料參數(shù)。
　　(2)根據(jù)兩點對稱式漸進成形的工藝特點，建立有限元分析模型；以提出的考慮應(yīng)變率效應(yīng)的鋁合金板材漸進成形韌性破裂準則作為判斷破裂的依據(jù)，通過二次開發(fā)，利用有限元數(shù)值模擬實現(xiàn)了板材漸進成形破裂過程的可視化，并對

4、板材漸進成形破裂的機制進行探究。分析結(jié)果表明，當韌性值達到一定條件時，板材發(fā)生破裂，進一步利用有限元數(shù)值模擬分析方法驗證了板材破裂理論分析結(jié)果的正確性。最后借助金相組織觀察分析方法，從微觀角度分析了漸進成形過程中晶粒組織的變化情況。
　　(3)以本文提出的考慮應(yīng)變率效應(yīng)的鋁合金板材漸進成形韌性破裂準則為評判標準，從成形方式（分層加工、螺旋加工）、工藝參數(shù)（工具頭直徑、進給量、進給速度、板材厚度、成形角）角度出發(fā)，定量的分析其對兩點