点阵热源加热板料成形理论与实验初步研究

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板料成形是材料加工技术中的重要分支之一,在汽车、航空、航天、船舶及家用电器等领域有十分广泛的应用。深入开展金属板料成形的理论与实践的研究是非常必要的。板料成形研究中的一个重要问题就是如何提高板料在成形过程中的成形性能,也就是采用合理的成形工艺提高板料的成形极限,这对于一些难变形材料具有特别重要的意义。  国内外专家学者在提高板料成形性能方面进行了广泛深入的研究,提出过很多提高板料成形极限的板料成形新工艺。板料温热成形技术就是其中比较典型的代表。本文在板料温热成形技术的基础上,提出了一种能够在板料成形过程中形成非均匀温度场的板料成形技术——点阵热源加热板料成形技术,采用有限元仿真分析的方法研究了点阵热源加热板料成形技术中的一些关键问题,并设计了点阵热源扩孔实验验证了该成形工艺的可行性。  点阵热源加热成形技术通过在板料变形区实现数字化点阵热源加热,形成与变形过程相协调的非均匀温度场,改变变形区的应力状态和金属流动情况,从而能够较大幅度的提高板料成形极限。  研究结果表明,由于点阵热源加热时形成的是非均匀的温度场,材料成形时的应力状态发生明显改变,剪应力在成形过程中发挥更大的作用,有利于金属的流动。因此,相对于均匀热源加热成形,点阵热源加热成形更能够有效的提高板料成形性能。  点阵热源扩孔实验说明,点阵热源加热成形所获得的扩孔率更大,成形极限得到提高。实验过程中的点阵热源加热与均匀热源加热通过扩孔试样的热量不相等,即使是在热量比均匀热源加热小的情况下,点阵热源成形所取得的效果仍然较好。
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