【摘 要】
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随着轨道交通产业的发展,铝合金逐渐取代不锈钢成为车体的首选材质,以实现车体的轻量化,其中铝合金墙板是最为典型的代表。但是,受制于铝合金的成形性能以及墙板零件的要求,
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随着轨道交通产业的发展,铝合金逐渐取代不锈钢成为车体的首选材质,以实现车体的轻量化,其中铝合金墙板是最为典型的代表。但是,受制于铝合金的成形性能以及墙板零件的要求,铝合金墙板零件的整体成形工艺成为研究的热点问题。本文以某型号高速列车铝合金墙板零件为研究对象,对其成形工艺进行研究。对铝合金墙板零件的结构特点和技术要求进行分析,提出了将气压热拉深工艺与超塑性气胀工艺相结合的成形方法,制定出了铝合金墙板零件的成形工艺方案:反向气压热拉深→正向胀形→超塑性气胀成形→去底切边。通过单向拉伸实验,对5A02铝合金热态成形性能进行研究,得到5A02铝合金的高温流变应力曲线,并对其超塑性变形规律进行了分析。结果表明:在350℃、0.0001s-1应变速率下该材料的最大延伸率达到225%,表现出良好的超塑性成形性能。采用金相分析法对保温时间和温度对5A02组织的影响进行研究,研究表明,加热温度越高,保温时间越长,晶粒尺寸越大。同时,对5A02真实应力应变曲线进行分析,建立了5A02的Fields Backofen真实应力参数模型。借助ABAQUS有限元分析软件对铝合金墙板的超塑成形工艺过程进行了分析,分别对气压加载路径、模具尺寸、原始坯料尺寸对工艺变形规律的影响进行研究。研究结果表明:初始坯料尺寸以及形状、预成形模零件尺寸对最终成形墙板零件的壁厚分布有很大的影响。通过数值模拟,确定了本文所选用墙板零件的最佳工艺路线。
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