强力错距旋压7075铝合金管材塑性成形机理的研究

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaoxiaodeai1002
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7075铝合金作为一种7系超硬高强铝,具有重量轻、比强度高和耐蚀性好等优点,用其制备成的管材在航空航天、汽车制造、交通运输、武器装备轻量化等领域有广泛的应用前景。由于薄壁铝合金管材的刚性差、成形难度高,传统的加工工艺很难制造出高精度和高性能兼顾的薄壁管材。强力旋压作为一种薄壁中空回转体零件的先进成形工艺,它在制造精度高、长径比大的薄壁管材加工中,显出了独特的优越性,己成为成形管材的重要加工方法。而强力旋压工艺影响因素众多,对于成形高强度薄壁铝合金管材的旋压技术还存在很多不足。为了系统地探究强力旋压7075铝合金管材的成形规律,本文采用有限元数值模拟和实验相结合的方法对薄壁铝合金管材旋压过程进行分析,为最终实现结构和性能均可控的铝合金管材的设计与制备提供一定的理论和实验依据,具有十分重要的意义。本文的主要研究内容如下:采用ABAQUS有限元模拟软件对7075铝合金管材的旋压成形过程进行模拟分析,探究旋压过程中材料的流动规律,研究不同工艺参数(如旋压温度、减薄率、进给比、芯轴转速和旋压道次)对管材成形质量及应力应变分布的影响,优化7075铝合金管材的旋压工艺参数,确定工艺窗口,指导下一步的旋压实验。基于数值模拟结果,在室温或400℃、进给比1 mm/r、芯轴转速160 r/min下,对7075铝合金管材进行强力错距旋压,通过拉伸实验对成形管材的力学性能进行测试,评价管材的成形质量,探究旋压温度和减薄率对管材成形质量和力学性能的影响,分析成形过程中管材缺陷产生的原因,并验证数模拟结果的准确性。通过光学显微镜和电子显微镜对7075铝合金管材内部的微观组织进行观察,并对室温旋压和400℃热旋下成形质量良好管材的微观组织及力学性能进行系统的分析,探究旋压过程中显微组织的演变规律及管材的变形机理,进一步分析其晶粒细化机制,阐明微观组织对其力学性能的影响规律和强化机理,研究管材的断裂机制,建立微观组织与力学性能之间的映射关系,并对比分析室温旋压和400℃热旋对7075铝合金管材的微观组织和力学性能的影响机理。
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