2024鋁合金高溫流變規(guī)律及斷裂行為研究.pdf

1、2024鋁合金可用于制造飛行器結(jié)構(gòu)件及受壓承力構(gòu)件，被廣泛應(yīng)用于航空航天工業(yè)等領(lǐng)域。目前國內(nèi)外已有研究主要集中在成分、熱處理以及蠕變時效工藝對2024鋁合金性能的影響規(guī)律等方面，而2024鋁合金的高溫流變特性和成形過程中的損傷演變規(guī)律有待深入研究。因此，本文通過實驗和理論分析的方法，研究了2024鋁合金的高溫流變特性，并建立了材料高溫流變應(yīng)力的本構(gòu)模型和損傷模型。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過熱拉伸實驗和斷口掃描實驗，研究了變形

2、條件對2024鋁合金高溫流變特性和斷裂行為的影響規(guī)律，結(jié)果表明:隨著應(yīng)變速率的降低或變形溫度的升高，2024鋁合金流變應(yīng)力逐漸減小，且斷口表面變得粗糙不平，孔洞體積也隨之增大，而延伸率減小。⑵基于2024鋁合金高溫流變應(yīng)力曲線，綜合考慮變形速率、變形程度和變形溫度對2024鋁合金高溫流變行為的耦合作用，建立了一種用于預(yù)測2024鋁合金高溫流變行為的本構(gòu)模型，其預(yù)測值與實驗值的最大相對誤差僅為6.3％。因此，本文建立的本構(gòu)模型可準(zhǔn)確預(yù)測2

3、024鋁合金的高溫流變特性。⑶利用DEFORM-3D有限元軟件，建立了2024鋁合金的高溫拉伸有限元材料模型。高溫拉伸過程的模擬結(jié)果表明:所建立的有限元模型能夠很好地預(yù)測2024鋁合金高溫拉伸過程。⑷在連續(xù)介質(zhì)力學(xué)框架下，綜合考慮變形溫度和應(yīng)變速率對材料損傷斷裂的影響，提出了改進(jìn)的Freudenthal韌性斷裂模型，并對DEFORM有限元軟件進(jìn)行了二次開發(fā)，將改進(jìn)的Freudenthal韌性斷裂模型嵌入到DEFORM有限元軟件中。結(jié)果表