AL-SI-S4鋁鋰合金拉形過程橘皮缺陷產(chǎn)生機制及其成形極限研究.pdf

1、中圖分類號TB31UDC32碩士學位論文學校代碼10533密級公開Al—Li—s4鋁鋰合金拉形過程橘皮缺陷產(chǎn)生機制及其成形極限研究ResearchonorangepeelgenerationmechanismandforminglimitofAlLiS4aluminum—lithiumalloyinstretchformingprocess作者姓名：學科專業(yè)：研究方向：學院(系、所)：指導教師：論文答辯日期型!苧：蘭陽凌機械工程機械設計

2、及理論機電工程學院湛利華教授答辯委員會主席中南大學二零一四年五月，、I【臺—oA1LiS4鋁鋰合金拉形過程橘皮缺陷產(chǎn)生機制及其成形極限研究摘要：拉伸成形技術是航空航天制造技術領域中比較常見的板材成形方法，廣泛應用于飛機氣動外形的大型蒙皮零部件的生產(chǎn)。蒙皮拉形過程表面缺陷的產(chǎn)生會嚴重影響了蒙皮的使用壽命，往往成為零件報廢的主要原因。因此，針對蒙皮表面質量的研究成為近年來材料／構件成形研究領域的熱點之一。本文以第三代A1LiS4T8態(tài)鋁鋰合

3、金為研究對象，系統(tǒng)的研究了拉形過程中應變速率、應變量等工藝參數(shù)對拉形件表面橘皮缺陷的影響規(guī)律，得到了臨界橘皮現(xiàn)象產(chǎn)生的判據(jù)標準，利用不同應變路徑建立了針對橘皮現(xiàn)象的成形極限圖，并在此基礎上研究了電脈沖對改善材料拉形質量的作用效果，最后將所建立的成形極限圖運用到A1LiS4鋁合金典型蒙皮構件的拉形仿真模擬中，為制定最佳拉形工藝提供理論參考。主要的研究內容和成果如下：(1)構建了基于萬能試驗機與非接觸式光學應變儀相結合的拉形工藝與表面缺陷檢

4、測同步試驗系統(tǒng)，對比分析不同拉伸速率對A1LiS4鋁鋰合金表面橘皮缺陷的影響規(guī)律，獲得了最佳應變速率。(2)對比分析在在最佳應變速率下，應變量對舢LiS4鋁鋰合金拉形件表面形貌變化的影響規(guī)律，分析得到了臨界橘皮狀態(tài)下合金的表面形貌。(3)基于光學粗糙度測試儀，分析了試樣表面粗糙度隨應變量的變化規(guī)律，提出了將粗糙度作為表征臨界橘皮狀態(tài)的一個判據(jù)，實現(xiàn)了臨界橘皮狀態(tài)的準確數(shù)學表征。(4)通過分析合金的微觀金相組織，查明了A1LiS4T8態(tài)鋁

5、鋰合金易產(chǎn)生橘皮現(xiàn)象的原因，并對橘皮缺陷的產(chǎn)生機制進行了分析研究。(5)開展了不同缺口試樣設計，獲取了不同的應變路徑，并通過實驗，建立了A1LiS4鋁鋰合金產(chǎn)生橘皮缺陷的成形極限曲線方程。在此基礎上，為了改善材料的拉形性能，提高拉形件的表面質量，提出了電脈沖輔助拉伸成形新方法，實驗發(fā)現(xiàn)脈沖電流的施加對材料橘皮現(xiàn)象的產(chǎn)生起到一定的延緩作用。并通過原有的方法建立了拉形過程施加脈沖電流的成形極限圖及相應的成形極限曲線方程。(6)基于MARC軟