金屬板材多點(diǎn)復(fù)合漸進(jìn)成形破裂缺陷研究.pdf

1、金屬板材多點(diǎn)復(fù)合漸進(jìn)成形技術(shù)是在單點(diǎn)漸進(jìn)成形技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合多點(diǎn)漸進(jìn)成形技術(shù)和振動(dòng)塑性加工技術(shù)發(fā)展起來的一種先進(jìn)板材加工技術(shù)，該技術(shù)不僅使板材的成形性能得到了充分發(fā)揮，而且使板材的成形精度、成形質(zhì)量得到了極大的改善。但在金屬板材多點(diǎn)復(fù)合漸進(jìn)成形過程中仍會(huì)產(chǎn)生破裂、起皺、壓痕、底面內(nèi)凸、回彈等成形缺陷，其中破裂缺陷的存在更是對(duì)制件的外觀和性能產(chǎn)生了重要影響。
　　為了防止或減少多點(diǎn)復(fù)合漸進(jìn)成形過程中的破裂缺陷，本文通過理論分析、數(shù)

2、值模擬、試驗(yàn)探究等多方面針對(duì)板材多點(diǎn)復(fù)合漸進(jìn)成形中的破裂缺陷完成了如下工作：在Lematitre損傷理論的基礎(chǔ)上，對(duì)多點(diǎn)復(fù)合漸進(jìn)成形韌性斷裂準(zhǔn)則進(jìn)行推導(dǎo)及相關(guān)材料參數(shù)求取；利用MSC.Marc軟件建立多點(diǎn)復(fù)合漸進(jìn)成形破裂的有限元模型，并對(duì)破裂缺陷產(chǎn)生的特征進(jìn)行分析；根據(jù)單因素試驗(yàn)法探討各成形工藝參數(shù)對(duì)破裂的影響，并確定韌性斷裂臨界值；利用響應(yīng)曲面法建立破裂預(yù)測(cè)模型，并對(duì)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行尋優(yōu)和驗(yàn)證。
　　本文主要研究成果：
　　(

3、1)在Lematitre損傷理論的基礎(chǔ)上推導(dǎo)得到了適用于金屬板材多點(diǎn)復(fù)合漸進(jìn)成形的韌性斷裂準(zhǔn)則，并以1060鋁合金板材為試驗(yàn)材料，通過混合試驗(yàn)法獲得了韌性斷裂準(zhǔn)則中的相關(guān)材料參數(shù)。
　　(2)根據(jù)多點(diǎn)復(fù)合漸進(jìn)成形試驗(yàn)機(jī)及其工作原理,建立了金屬板材多點(diǎn)復(fù)合漸進(jìn)成形的有限元模型，并將韌性斷裂準(zhǔn)則子程序嵌入到MSC.Marc中，實(shí)現(xiàn)了破裂過程的可視化；通過分析主要成形區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變、厚度分布、韌性值分布，發(fā)現(xiàn)了制件拐角處為破裂危險(xiǎn)區(qū)；同時(shí)

4、，通過對(duì)破裂危險(xiǎn)區(qū)的相關(guān)應(yīng)力應(yīng)變和破裂斷口的顯微組織分析，探討了板材在多點(diǎn)復(fù)合漸進(jìn)成形中破裂缺陷產(chǎn)生的特征。
　　(3)通過單因素實(shí)驗(yàn)法分析了成形角、進(jìn)給量、工具頭直徑、進(jìn)給速度、初始板厚等成形工藝參數(shù)對(duì)厚度減薄率和韌性值的影響趨勢(shì)；并發(fā)現(xiàn)了金屬板材（1060鋁合金）在多點(diǎn)復(fù)合漸進(jìn)成形過程中產(chǎn)生韌性破裂的臨界條件。
　　(4)以成形角、初始板厚、進(jìn)給量、工具頭直徑等作為回歸參數(shù)，利用響應(yīng)曲面法建立了最大成形深度的多元回歸預(yù)測(cè)