大規(guī)格鋁合金板材拉伸矯直仿真與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、拉伸矯直工藝是消除航空航天用大規(guī)格鋁合金板材板形問題的有效方法，然而受生產(chǎn)成本等客觀因素限制，不便于進(jìn)行現(xiàn)場測試和研究，工藝參數(shù)的確定大多依據(jù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。本文以傳熱學(xué)、材料學(xué)以及力學(xué)的相關(guān)理論為基礎(chǔ)，與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，通過有限元仿真計(jì)算與模擬實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式，對板材不均勻淬火和拉伸矯直過程板形的變化規(guī)律進(jìn)行了研究，并對拉伸工藝參數(shù)的設(shè)定進(jìn)行了有益的探索。
　　 本文首先介紹了課題的研究背景以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，并對研究方法和研究內(nèi)容

2、進(jìn)行了論述。然后對大規(guī)格鋁合金板材的板形分類、表示和檢測方法進(jìn)行了歸納對比，探討了淬火工藝對鋁合金板材相變的影響以及優(yōu)化原則，介紹了淬火殘余應(yīng)力的危害。利用彈塑性力學(xué)基本理論，對薄板和厚板板形的變化進(jìn)行了理論推導(dǎo)，分析了兩者出現(xiàn)板形問題的區(qū)別和應(yīng)用范圍。
　　 其次，本文以平直度為研究對象，應(yīng)用有限元分析軟件MSC.MARC對大規(guī)格鋁合金板材淬火-拉伸矯直過程中板形的變化規(guī)律進(jìn)行了研究。淬火過程板材的翹曲變形主要反映在長度方向，

3、上下表面的換熱強(qiáng)度差越大，板形翹曲變形越大;在相同不均勻換熱條件下，厚度越大，板材翹曲變形越大。拉伸可以有效提高板材的板形質(zhì)量，其對板材變形的矯直主要集中在塑性變形發(fā)生的初期，隨著拉伸量的增加板形矯直效果更好，但是會增大板材斷裂和夾鉗打滑的風(fēng)險。
　　 最后，通過模擬實(shí)驗(yàn)對比驗(yàn)證了仿真計(jì)算模型，分析其誤差來源，并對加熱過程中板材的屈服強(qiáng)度和板形變化進(jìn)行了分析。隨著溫度的升高板材的屈服強(qiáng)度降低，出現(xiàn)軟化現(xiàn)象，使板材沿支撐方向發(fā)生變