5A02鋁合金板材磁脈沖成形流動(dòng)規(guī)律研究.pdf

1、近年來,鋁合金作為輕量化設(shè)計(jì)中重要的代替材料成為研究熱點(diǎn),但是其在常溫條件下成形性能不佳,而電磁成形在提高成形極限、控制回彈以及加工精度高等方面的優(yōu)勢得到了越來越多的關(guān)注,因此在鋁合金板材成形方面具有廣闊的應(yīng)用前景。本論文以5A02鋁合金板材為對(duì)象,研究其在電磁脹形過程中的流動(dòng)行為,總結(jié)主要參數(shù)對(duì)變形的影響。
　　首先,通過分離式霍普金森試驗(yàn)以及準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗(yàn)得出不同應(yīng)變速率條件下的5A02鋁合金應(yīng)力應(yīng)變曲線,通過擬合得到John

2、son-Cook本構(gòu)關(guān)系模型,然后以之為材料模型,通過ANSYSMechanical/LS-DYNA模塊進(jìn)行板材自由電磁脹形有限元模擬。研究結(jié)果表明隨著放電參數(shù)增大,磁壓力、變形速度、脹形高度以及等效應(yīng)變隨之增大,自由脹形最大高度為30.5mm;最大脹形速度可達(dá)136m/s;材料應(yīng)變狀態(tài)為單向拉伸應(yīng)變狀態(tài)。
　　通過對(duì)5A02鋁合金板材自由脹形工藝試驗(yàn)研究,得出不同條件下的集膚深度,經(jīng)過測量發(fā)現(xiàn),當(dāng)放電電容為768μF和1152μ

3、F條件下脹形效果較好;采用高速攝像機(jī)對(duì)變形過程進(jìn)行分析,結(jié)果表明距離線圈中間1/2處上方的板材由于受到較大的電磁力作用,先發(fā)生變形,隨后帶動(dòng)其他區(qū)域變形,與數(shù)值模擬過程中得到的變形結(jié)果一致,板材的變形速度在0.2ms處達(dá)到最大值,大小為116m/s,試驗(yàn)得到結(jié)果比數(shù)值模擬結(jié)果相比較小,
　　在相同放電能量條件下,進(jìn)行了不同壓邊力、非對(duì)稱約束以及預(yù)置拉應(yīng)力條件下的鋁合金板材電磁脹形,得出流動(dòng)規(guī)律,結(jié)果表明,當(dāng)板料左右壓邊區(qū)域可以流動(dòng)