【摘 要】
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为获取2A16铝合金板料在复杂加载条件下的材料性能,设计了一种臂上开缝、中心带槽的十字形试样并开展双向拉伸试验,研究了2A16铝合金板材在双向加载时的材料力学性能.建立有限元分析模型,基于ABAQUS软件对十字形试样的双向拉伸过程进行数值模拟.同时,利用板材双向拉伸试验机在X、Y两轴拉伸比分别为3∶3、3∶2、3∶1、1∶3和2∶3共5组条件下开展双向拉伸试验,并采用光学数字化散斑技术测量应变值.结果 表明,数值模拟与试验有较好的一致性,改变两轴拉伸比对试样破裂位置及应变值具有显著影响,最终得到2A16铝
【机 构】
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北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京100191;航空工业西安飞机工业(集团)有限责任公司,陕西西安710089;天津天锻航空科技有限公司,天津300142
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为获取2A16铝合金板料在复杂加载条件下的材料性能,设计了一种臂上开缝、中心带槽的十字形试样并开展双向拉伸试验,研究了2A16铝合金板材在双向加载时的材料力学性能.建立有限元分析模型,基于ABAQUS软件对十字形试样的双向拉伸过程进行数值模拟.同时,利用板材双向拉伸试验机在X、Y两轴拉伸比分别为3∶3、3∶2、3∶1、1∶3和2∶3共5组条件下开展双向拉伸试验,并采用光学数字化散斑技术测量应变值.结果 表明,数值模拟与试验有较好的一致性,改变两轴拉伸比对试样破裂位置及应变值具有显著影响,最终得到2A16铝合金板材在5组双向拉伸比下的真实应力-应变曲线,其在双向等拉时屈服应力值最高,且不同拉伸比下最大真实应变值差别较明显.
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基于弹塑性本构关系以及虚功原理等构建了用于复合管加工工艺分析的理论计算模型.通过与有限元分析结果对比,验证了该模型的有效性.针对典型双金属复合管,利用该模型探究了基管和衬管间初始间隙、基管屈服应力、基管和衬管的塑性各向异性以及轴端压力的影响.结果 表明:初始间隙的增大降低了复合管的机械结合强度;提高基管屈服应力导致成形液压力上升和管间机械结合强度提高;基管的塑性各向异性参数越大,管间机械结合强度越高,衬管则相反;轴端压力增大使成形液压力和残余接触应力有所降低,管间机械结合强度降低趋势并不显著.
以压力容器上封头零件为例,通过对零件成形工艺进行分析,以板料最大减薄率为优化目标,基于正交试验,结合灰色关联理论分析和响应面中心复合设计方法,利用Dynaform软件研究了压边力X1、摩擦因数X2、冲压速度X3以及模具间隙X4对封头零件成形质量的影响,得到最优工艺参数为压边力154.8 kN,摩擦因素0.15,模具间隙3.15 mm,冲压速度1000 mm· s-1,此时最大减薄率为7.960％.使用超声波测厚仪测量实体零件不同侧壁位置处的实际减薄率,发现其模拟值与实际值误差分别为0.026％、0.109
以工业级5083铝合金为研究对象,对市域车车门的铝合金外壁板的正反胀超塑性成形工艺进行了研究.对工业级5083铝合金在400～560℃,应变速率5×10-4～5×10-3 s-1下的单轴拉伸试验进行了研究,结果表明:工业级5083铝合金具有较好的高温伸长率,在480℃和10-3 s-1条件下,最大伸长率为242％.基于高温拉伸得到的应力-应变曲线,构建了5083铝合金超塑性成形本构模型.设计了带嵌环的正反胀超塑成形凸模和凹模,通过嵌环与凸模或凹模的配合,可以实现一套模具完成左、右两侧车门的正反胀超塑成形.
针对固溶温度对2195铝锂合金成形性能的影响展开研究.对T6态2195铝锂合金板材在500、510和520℃温度下进行10 min固溶处理,对固溶后的板料与未经固溶处理的原始板料均进行EBSD显微组织分析、室温拉伸试验、杯突试验和硬度测试,由此获得不同固溶温度下板料及原始板料的微观组织形貌、屈服强度、抗拉强度、屈强比、伸长率、IE值和硬度值.通过对比各项试验结果,综合分析了固溶温度对2195铝锂合金成形性能产生的影响.结果 表明:2195铝锂合金板材在500、510和520℃温度下固溶10 min后晶粒长
为了研究冲压速度对高温合金卡圈在高温下冲压成形的影响,基于ABQUES/Explicit有限元软件对GH4169高温合金卡圈热冲压过程进行数值模拟,对比分析了不同冲压速度下卡圈残余应力、等效塑性应变和厚度的变化,并与试验数据进行对比,验证了冲压有限元模拟的准确性.结果 表明:在不同冲压速度下,卡圈的残余应力、应变以及厚度的变化趋势大致相同,均在卡圈曲率较大处出现应力增大、应变集中以及厚度减小的现象;当冲压速度为100 mm·s-1时成形性较好,成形后板料厚度减薄量较小,与试验结果吻合较好.
基于H1F60小松伺服冲压成形测试系统,对7005高强铝合金加热状态下的胀形性能进行了研究.试验前用Dynaform软件进行了有限元模拟,得到了板料在不同工艺条件下的杯突值IE.结果 表明:当压边力在15～ 25 kN变化时,IE值先增大后减小,压边力在15 kN时,IE值达到3.611mm,增加了49％;当冲压速度在5～28 mm·s-1变化时,IE值先增后减,当冲压速度为16 mm·s-1时,IE值达到3.649 mm,提高了3.8％.基于不同初始温度的试件进行了热胀形试验,将试验结果和数值模拟结果进
通过电辅助Ⅴ形弯曲实验,研究了TA1工业纯钛板在不同有效电流密度下的变形规律,及脉冲电流对试样温度分布与微观组织演变的作用机理.研究结果表明,TA1板的热稳定温度随有效电流密度的增大而增加.当有效电流密度从1.2A·mm-2增大到2.8A· mm-2时,试样热稳定温度从180℃逐渐升高到490℃.TA1板在脉冲电流辅助作用下,弯曲回弹现象能够显著缓解,且有效电流密度越大,弯曲回弹越小.当有效电流为2.8 A·mm-2,试样温度保持在490℃时,TA1板弯曲圆角部位内层、中间及外层均无孪晶产生,拉压不对称性
利用金属材料的电致塑性效应,以1.5 GPa级高强度钢为研究对象,在板材Ⅴ形弯曲成形过程中引入脉冲电流,分析模具结构及电辅助弯曲工艺对Ⅴ形弯曲回弹的影响.结果 表明:脉冲电流对1.5 GPa级高强度钢板的Ⅴ形弯曲回弹起到了明显抑制作用,回弹角大幅度降低,并且电流沿板料长度方向施加比沿厚度方向施加作用更显著.弯曲后保持通电的比先通电保持后弯曲能更好地抑制回弹的产生.随着电流密度、通电时间以及频率的增加,回弹角逐渐减小;经过脉冲电流成形后,板料表面质量良好,回弹减小,其变形区硬度有所提高.
为了降低失效热锻模修复成本、提高修复效率,基于ABB工业关节机器人,开发了电孤熔丝焊锻复合增材再制造算法和装备,并用曲轴热锻模具进行再制造修复,以验证算法和装备的有效性.首先,提出增材制造目标模型的分层切片、截面复合填充算法;随后,提出满足增材再制造工艺所需的关节机器人TCP姿态控制算法,以达到控制焊枪与焊接路径夹角的目的 ,从而提高焊接成形质量;最后,选用失效曲轴热锻模进行了修复实验.结果 表明,相较于人工修复,采用该工艺可大幅节约焊接材料并显著降低修复时间.人工修复和自动修复后的热锻模在相同条件下服役
针对整体式自润滑关节轴承传统挤压装配中出现的成形过程不可控和衬垫易损伤问题,为了提升成品率,研究了一种三轮旋压装配成形工艺过程,分析了不同工艺参数在装配成形中的影响规律并确定合适的参数,以便后期快速设置和确定优化方案.利用ABAQUS有限元软件对旋压装配成形过程进行模拟,分析了不同旋压行程下外圈成形及衬垫受压状态以及不同工艺参数下外圈应力应变和旋压力变化规律.结果 表明:旋压可以成功对整体式自润滑关节轴承进行装配成形,当旋压行程在8.91～9.31 mm范围内,衬垫与内圈外表面贴合良好,未产生过压;当进给