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5754铝合金板热成形性能研究及应用

尹尚豹  
【摘要】:由于节能减排要求的不断提高,汽车轻量化设计受到越来越多的重视。铝合金具有密度小、比强度高、耐腐蚀等一系列优点,但是铝合金板在室温下成形性能差,限制了其作为轻量化材料在汽车工业中的应用。铝合金板在高温下的成形性能有很大改善,是解决铝合金板在常温下成形性能差的有效方法,因此研究铝合金板在高温下的成形性能及工艺具有重要的实际应用价值。本文针对5754铝合金板热成形性能及工艺进行了深入的研究,主要内容如下:(1)对5754铝合金板在不同温度及应变速率条件下进行了单向拉伸试验。研究其在不同温度及应变速率下的应力应变曲线和延伸率,并研究其本构关系。(2)设计热拉深试验模具,研究5754铝合金板在不同温度下的极限拉深比,并研究冲压速度、保温时间等参数对其成形性能的影响。(3)对5754铝合金板热拉深过程进行CAE分析,验证CAE分析应用于铝合金板热冲压的准确性。并对实际汽车零件热成形进行CAE分析,初步判断铝合金热成形工艺应用于汽车零件的可行性。通过以上研究,得到的结果主要有:(1)得到5754铝合金板在不同温度及应变速率条件下的应力应变曲线及延伸率,并得到在不同温度及应变速率条件下本构方程的参数值,为CAE仿真提供材料参数依据。(2)得到5754铝合金板在不同温度下的极限拉深比,得到了冲压速度及保温时间对其极限拉深比影响的规律。(3)获得了适用于铝合金热冲压CAE分析的工艺参数,通过对比成形后零件法兰部分的直径及零件厚度分布,验证了铝合金热冲压CAE分析的准确性。CAE分析表明铝合金热成形工艺适用于汽车零件。


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