收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

5A90铝锂合金板热成形性能研究及其实验验证

杨英  
【摘要】:铝锂合金以其低密度、较高的比刚度和比强度、良好的耐腐蚀性及可焊性等优良性能在航空航天领域得到了广泛应用,并且随着社会对环境保护问题的日益关注,用轻量化的铝合金、镁合金材料代替传统的铸铁和钢材以降低燃油消耗和减轻环境污染的趋势越发显著。但相对于传统钢制板材,铝锂合金在常温下的塑性较差,很难通过冷成形获得复杂形状零件。研究发现,在不改变材料成分的前提下,提高合金变形温度可以极大改善其成形性能。因此,本文针对5A90铝锂合金板料,采用实验和数值模拟相结合的方式,研究了热条件下材料的塑性流变行为及成形性能,主要工作如下:(1)首先通过单向拉伸实验研究了5A90铝锂合金在不同温度(25℃、150℃、200℃、250℃C、300℃、350℃、400℃、425℃和450℃)和不同应变速率(0.00025 s-1、0.0025 s-1和0.01 s-1)下的塑性流变行为,发现其峰值应力随温度的升高而减小,随应变速率的增大而增大。然后在不同温度(25℃、200℃、300℃C和400℃)下分别对不同方向(与轧制方向成0℃、45℃和90℃)的试样进行单拉实验研究了其各向异性行为,发现随着温度的升高材料各向异性程度减弱,在200℃及以上时可以认为材料的塑性力学性能表现为各向同性。最后,利用两种本构模型(应变补偿型Arrhenius模型和改进的Johnson-Cook模型)对材料的流变行为进行了描述和预测。(2)通过对Nakazima实验过程进行数值模拟,研究了润滑条件对Nakazima实验过程中板料的失效位置、应变路径及失效时间的影响规律,并根据实验和有限元模拟的对比结果,预测了Nakazima实验条件下的摩擦系数。(3)根据ISO 12004:2008设计并加工了Nakazima实验模具和试样,并基于EC600板料成形实验平台对5A90板料进行Nakazima实验,同时借助ARAMIS非接触式应变测量系统计算试样变形过程中的全场应变,得到了试样断裂位置处的应变路径,分别获得了5A90铝锂合金板在常温、150℃和250℃下的成形极限图。(4)基于对250℃C条件下Nakazima实验的有限元模拟,研究了四种不同缩颈判断准则对极限应变的影响。通过与相应实验结果对比发现最大冲头力准则是最适合5A90铝锂合金的缩颈判断准则。最后利用UHARD子程序将350℃及450℃下的本构方程嵌入有限元模型,预测了板料在相应温度下的成形极限图。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前19条
1 余东梅;;铝锂合金在航空结构设计中的应用[J];铝加工;2018年06期
2 王伟;张蕾;;我国航空航天业对铝锂合金的需求[J];有色金属加工;2019年02期
3 ;江苏豪然研制铝锂合金实现新突破[J];铝加工;2017年03期
4 ;明泰铝业:正在开发铝锂合金产品[J];铝加工;2017年03期
5 宋利康;廖建华;郑堂介;张建东;朱永国;;大飞机铝锂合金等直段研制关键技术[J];航空制造技术;2015年04期
6 孟晓敏;麻彦龙;黄伟九;张洪雨;吴海鹏;肖王婷;;新型铝锂合金的微观组织及其在局部腐蚀中的作用[J];材料导报;2014年13期
7 孙中刚;郭旋;刘红兵;鲍鹏里;陈洁;周文龙;;铝锂合金先进制造技术及其发展趋势[J];航空制造技术;2012年05期
8 尹登峰;余志明;王华;孟力平;伍汰莎;;铈对2195铝锂合金显微组织和拉伸性能的影响[J];机械工程材料;2012年02期
9 程晓宇;王晓梅;;铝锂合金研究与发展[J];中国有色金属;2008年12期
10 陈永来;李茂盛;吕宏军;张宇玮;;2195铝锂合金可旋性研究[J];航天制造技术;2006年06期
11 赵伯良;铝锂合金复合材料[J];宇航材料工艺;1994年06期
12 陈文绣,陈文,李素娟;铸态铝锂合金中氢的测定[J];冶金分析;1995年06期
13 孟亮,郑修麟;现代铝锂合金的疲劳与断裂特性[J];稀有金属;1995年06期
14 宋忠烈;;具有可焊性的铝锂合金[J];机械工程师;1990年05期
15 ;第二届全国铝锂合金研讨会征文通告[J];中国有色金属学报;1993年01期
16 M·彼得斯 ,K·韦尔帕曼 ,葛雪娟;铝锂合金——新一代轻型金属结构材料[J];宇航材料工艺;1987年05期
17 余正华,于桂复,颜鸣皋;快速凝固粉末铝锂合金的研究及发展(二)[J];材料工程;1988年05期
18 余正华,于桂复,颜鸣皋;快速凝固粉末铝锂合金的研究及发展(一)[J];材料工程;1988年04期
19 ;科技信息二则[J];航空工艺技术;1989年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李艳;邓继雄;魏祚伟;;1420铝锂合金焊接气孔研究[A];第十次全国焊接会议论文集(第1册)[C];2001年
2 骆晨;王强;孙志华;汤智慧;;热带海洋大气环境中2A97铝锂合金的初期腐蚀机理[A];2015第二届海洋材料与腐蚀防护大会论文全集[C];2015年
3 潘青林;周昌荣;王新宇;梁文杰;尹志民;;含Sc铝锂合金的研究[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
4 丁红园;崔丽;陈俐;何恩光;贺定勇;;激光焊接工艺对铝锂合金T型接头微观组织的影响[A];中国机械工程学会焊接学会第十八次全国焊接学术会议论文集——S04计算机辅助焊接工程[C];2013年
5 胡孝荣;牟志德;;5A90铝锂合金零件成形工艺探索[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年
6 李锡武;郑子樵;李海;李世晨;钟俐苹;蒋呐;;1420铝锂合金力学性能的各向异性[A];第九届材料科学与合金加工学术会议专刊论文集[C];2004年
7 傅进;李恒;雷超;郑高伟;边天军;;5A90铝锂合金蠕变时效不同阶段变形行为研究[A];创新塑性加工技术,推动智能制造发展——第十五届全国塑性工程学会年会暨第七届全球华人塑性加工技术交流会学术会议论文集[C];2017年
8 樊振中;陆政;张显峰;王胜强;刘建军;;铸造铝锂合金研究进展及应用趋势[A];2014中国铸造活动周论文集[C];2014年
9 梁佩;陈海燕;刘奋军;傅莉;;2A97铝锂合金搅拌摩擦搭接焊界面形貌研究[A];第二十次全国焊接学术会议论文集[C];2015年
10 刘丹阳;李劲风;;铝锂合金电化学特征与晶间腐蚀的相关性(英文)[A];2018年全国腐蚀电化学及测试方法学术交流会论文集[C];2018年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 沈博;2397铝锂合金热变形行为与微观组织演化研究[D];华中科技大学;2018年
2 杨胜利;2297铝锂合金热变形行为与组织性能研究[D];北京有色金属研究总院;2016年
3 凡晓波;2195铝锂合金板材热变形-淬火复合成形规律与强化机制[D];哈尔滨工业大学;2016年
4 张心怡;2060铝锂合金激光焊接组织及力学性能研究[D];北京工业大学;2016年
5 李华冠;玻璃纤维—铝锂合金超混杂复合层板的制备及性能研究[D];南京航空航天大学;2016年
6 孙振起;航空用铝锂合金结构选择性增强工艺与裂纹抑制机理研究[D];中南大学;2013年
7 段石云;合金元素锂对Al-Cu-Mg合金时效析出行为的影响[D];湖南大学;2017年
8 杨守杰;新型高强铝合金的强韧化研究[D];北京航空材料研究院;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 祝祥辉;AA2099铝锂合金疲劳断裂行为与晶体取向关系研究[D];重庆理工大学;2019年
2 汪冠宇;铝锂合金本构模型研究及其ABAQUS二次开发[D];中北大学;2019年
3 张庆友;喷射成形2195铝锂合金微观组织演变及低周疲劳行为研究[D];山东大学;2019年
4 杨英;5A90铝锂合金板热成形性能研究及其实验验证[D];山东大学;2019年
5 王俭堂;2297-T87铝锂合金厚板各向异性和疲劳性能研究[D];湖南大学;2018年
6 刘乐;铝锂合金微观组织演变及热变形力学性能研究[D];河北科技大学;2019年
7 谷岩波;2060铝锂合金板材温渐进成形工艺研究[D];南京航空航天大学;2018年
8 陈锡源;铝锂合金T型接头激光焊工艺及焊缝缺陷研究[D];武汉理工大学;2017年
9 李建波;铝锂合金T型构件双激光束焊接机构开发及工艺变形分析[D];天津大学;2018年
10 于福盛;运载火箭贮箱材料2195铝锂合金焊接性研究[D];天津大学;2018年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 孙新;哈工大两项关键技术助力C919“冲上云霄”[N];黑龙江经济报;2017年
2 吴永东;西南铝突破铝锂合金多项关键技术[N];中国有色金属报;2015年
3 刘志龙;C919年内下线,特殊材料以铝锂合金为主[N];中国有色金属报;2015年
4 本报记者 王慧;铝锂合金:现代飞机新型材料的选择[N];中国有色金属报;2015年
5 岳琴 杨燕群;科技攻关二十年 我国铝锂合金研究跻身世界先进行列[N];科技日报;2005年
6 孙立会;铝锂合金 让飞机如此轻盈[N];中国有色金属报;2002年
7 李欣;新型航空材料铝锂合金[N];中国有色金属报;2003年
8 王登文;中外航空铝材发展之比较[N];中国航空报;2015年
9 黎明勇;创新的力量[N];中国有色金属报;2016年
10 陈姗姗;国产C919客机铝锂合金机身样件顺利下线[N];中国有色金属报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978