【摘 要】
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铝合金板材因其比强度、比刚度高和综合力学性能优异等特性,被广泛应用于航天航空、轨道交通、汽车工业、电力装备、建筑工程等领域。成形极限图（Forming Limit Diagram,FLD）作为材料塑性成形失稳断裂的判据,可以在铝合金薄板成形工艺中有效地辅助工艺措施的制定与评估。然而,常规的FLD只能反映板料在单一应变路径下的极限失稳应变,一旦工艺中出现多条复合变形路径,FLD就会失去作用。因此,本
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铝合金板材因其比强度、比刚度高和综合力学性能优异等特性,被广泛应用于航天航空、轨道交通、汽车工业、电力装备、建筑工程等领域。成形极限图（Forming Limit Diagram,FLD）作为材料塑性成形失稳断裂的判据,可以在铝合金薄板成形工艺中有效地辅助工艺措施的制定与评估。然而,常规的FLD只能反映板料在单一应变路径下的极限失稳应变,一旦工艺中出现多条复合变形路径,FLD就会失去作用。因此,本文以厚度为1mm的5052-O铝板为研究对象,采用实验与有限元模拟相结合的方法,研究双线性复合应变路径对材料力学性能的影响,并预测预变形后板料的FLD,为合理制定铝合金板料的成形工艺提供理论支撑。本文主要工作与结论如下:（1）基于ABAQUS有限元模拟软件辅助设计了一套适用于大规格板料预拉伸的夹具和试样,该夹具设计考虑了试样的长宽比、销钉孔的数量与分布结构和压边间隙三个参数,可以实现拉伸宽度为190mm的板料预拉伸变形,最大程度的减少应力集中,避免打滑,保证预应变沿板材中心均匀分布。采用该预拉伸夹具,针对自行设计的Ⅰ型预拉伸试样,分别获得了 1.5%、3%、5.5%和7.5%的预应变,针对自行设计的Ⅱ型预拉伸试样,分别获得了 3%、5.5%、7.5%和10%的预应变。（2）开展预变形铝板的单向拉伸实验,研究预应变大小和预应变方向对材料流变行为和各向异性等力学性能的影响,结果表明预变形主要影响材料的屈服变形阶段,表现为与预拉伸方向不同轴试样随预应变程度增加而趋于明显的瞬态效应,对材料均匀塑性变形阶段的力学性能影响不大。（3）开展预变形铝板的半球凸模胀形实验,获取了板材的成形极限曲线（Forming Limit Curve,FLC）,并通过MATLAB实现了 FLC至应力成形极限曲线（Forming Limit Stress Curve,FLSC）的转换。研究了预变形对板料FLC和FLSC的影响规律,发现预应变使板料的FLC沿预变形路径方向发生偏移,而预应变对FLSC的影响不大。（4）通过ABAQUS建立了半球凸模胀形实验有限元模型,对比研究了基于FLSC断裂准则与常规失稳准则对双线性复合应变路径下FLC的影响,发现基于FLSC断裂准则具有更高准确性,这与实验结果相吻合。
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