模壓法消減7A85鋁合金接頭模鍛件液火殘余應力研究.pdf

1、7A85鋁合金支撐接頭作為支撐飛機機翼的重要承力件，需要經(jīng)過淬火強化以提高其強度、韌度、耐腐蝕、抗疲勞等綜合力學性能。淬火殘余應力可引起構件變形甚至開裂，目前已成為生產(chǎn)研究面臨的重大難題之一。本文分析了7A85鋁合金大飛機接頭鍛件淬火殘余應力形成過程與演變規(guī)律，提出了局部模壓法消減淬火殘余應力，并進行了仿真與實驗驗證。主要研究內(nèi)容包括:
　　(1)開展7A85鋁合金熱物性參數(shù)測量實驗，獲得了7A85鋁合金在20℃-500℃的比熱、

2、熱傳導系數(shù)、熱膨脹系數(shù)等材料參數(shù)，為7A85鋁合金鍛件殘余應力仿真分析提供了基礎材料數(shù)據(jù)。
　　(2)依據(jù)傳熱學與熱彈塑性力學理論，建立了7A85鋁合金模鍛件淬火過程的數(shù)學模型和有限元仿真模型，并借助ABAQUS有限元仿真軟件進行淬火應力場與溫度場的分析。結果表明:鍛件淬火后呈現(xiàn)“外壓內(nèi)拉”的應力分布狀態(tài)，殘余應力集中部位主要是圓角及筋板和腹板相交處，應力較大值主要分布在200-400MPa之間;鍛件淬火后最大變形量1mm，淬火變

3、形量較小。
　　(3)依據(jù)彈塑性力學理論，建立了7A85鋁合金模鍛件模壓冷變形數(shù)學模型，結合鍛件淬火殘余應力分布規(guī)律，設計出局部模壓模具并進行模壓仿真。研究表明:對本文模鍛件施加3％的模壓量進行模壓冷變形為宜，可消減50％-80％的淬火殘余應力。
　　(4)采用7A85鋁合金材料制備了100×60×40mm長方形試件，采用與模鍛件仿真相同的工藝過程進行淬火及模壓冷變形實驗，并分別在淬火及模壓后采用X射線衍射儀測量其殘余應力，