论文部分内容阅读
铝合金材料具有密度小、耐蚀性好、比强度高和低成本等方面优点，故其被广泛应用在航空、航天、汽车等工业领域中。由于高强铝合金的室温成形性能较差，温热成形方法是改善其成形性的有效途径，它相对于高温热成形，能耗少且工艺过程容易控制，因此对其温热成形工艺进行研究具有实际的应用价值。本文对美国进口的5754铝合金板和西南铝业首批国产6016铝合金板的温热成形性能进行了深入研究。1.研究了美国产5754和西南铝业产6016两种铝合金在温热温度区间范围内的成形性，通过实验测定和计算得到他们的各种力学性能和主要成形性能参数，并根据所测关键参数对两种铝合金在温热条件下的Hollomon本构方程进行了研究。2.考虑不同应变路径的变化要求以及试验温度要求，专门设计了热气胀双拉模具，利用多种规格的拉伸试样以及拉伸方法，测定和绘制出了两种铝合金在多个温度下的成形极限图。3.利用所测定的温热条件下5754铝合金的成形性能参数对典型汽车覆盖件发动机罩内板进行冲压成形数值模拟，用于验证成形性能的准确性，并研究影响板料冲压成形性的关键参数。通过以上研究，得到以下结论：1.通过分别对两种铝合金板料的关键成形性参数随温度和应变速率的变化规律进行研究，得出了适用于温热温度区间内的Hollomon本构方程，可以作为以后有限元数值模拟分析的材料依据。2.由两种铝合金在不同温度下的延伸率可知，5754铝合金在温热条件下，其塑性随温度的升高而增加，而6016铝合金在20℃～150℃时塑性随温度增加而变好，但在150℃～300℃时，塑性没有明显增加的趋势。3.通过复杂路径的热成形极限实验，得出了温热温度区间内多个温度区段的成形极限图FLD，将它们导入有限元数值模拟软件作为新的材料失稳判据。根据不同温度下的成形极限图的变化规律可知，5754铝合金适于温热成形，而6016铝合金则不是很适合。4.实验验证了所测温热成形性能的有效性，并总结出了冲压工艺关键参数（拉延筋、压边力、润滑条件、板厚）对汽车发动机罩内板冲压成形过程的影响，为今后5754铝合金温热冲压成形工艺提供指导。