5754铝合金板材冲压成形材料模型研究与应用

建立准确的材料模型是冲压数值模拟的基础,通过3个方向的单向拉伸试验、以及单向压缩试验和成形极限试验,获得5754铝合金材料性能数据,基于Voce硬化模型、Barlat89屈服准则和成形极限,建立5754铝合金成形用材料模型。利用Pamstamp-2G软件,对5754铝合金汽车大梁的冲压成形进行数值模拟,并与冲压试验结果进行对比。结果表明:数值模拟获得的应变数据与试验测量获得的应变数据比较接近,且各区域最大减薄率误差在±10%以内,验证数值模拟的可靠性。     

耦合位错密度的6111铝合金热变形本构模型

利用Gleeble-1500热模拟试验机对6111铝合金进行高温拉伸试验,研究了其在变形温度为350、450和550℃以及应变速率为0.1、1和10 s-1时的热变形行为.6111铝合金的流变应力随温度升高而减小,随应变速率增大而增大,其热变形从应变硬化阶段过渡到稳态变形阶段.建立了综合考虑应变、温度和应变速率对流变应力的影响以及耦合位错密度的统一黏塑性本构模型,并通过遗传优化算法求解出本构模型中的材料常数.模型计算得到的真应力-真应变曲线与试验数据吻合较好.      

基于Pamstamp的5182铝合金发动机罩内板冲压数值模拟

通过三个方向的单向拉伸试验及成形极限试验,获得了5182铝合金的材料性能数据,建立了5182铝合金成形用材料模型。基于Pamstamp软件,建立了铝合金发动机罩内板的冲压数值模型,获得了压边力为1 000 k N,摩擦因数为0. 12时铝合金发动机罩内板的成形性能。研究了工艺参数对铝合金发动机罩内板成形的影响,获得了压边力、摩擦因数对其减薄率和增厚率的影响规律。通过铝合金发动机罩内板冲压试验,验证了数值模拟的可靠性。     

6111铝合金固溶工艺多目标优化

利用电子拉伸试验机和维氏硬度计测试不同固溶处理后6111铝合金板的抗拉强度、伸长率和维氏硬度,以固溶温度和固溶时间为自变量,采用响应面模型对抗拉强度、伸长率和维氏硬度进行拟合,并对其进行单目标优化。结果表明:固溶处理工艺参数分别为(540.8℃,31.8 min)、(496.6℃,1.0 min)、(540.6℃,32.0 min)时,抗拉强度、伸长率和维氏硬度达到最大,分别为299.12 MPa、24.95%和106.62;应用第二代非支配排序遗传算法,对多个响应面模型进行优化求解,得到多目标优化模型的Pareto解集,从中可选择使铝合金板综合力性能较好的解,进而获得对应的固溶工艺参数。     

铝合金车门防撞梁热冲压成形缺陷(英文)

通过试验和数值仿真研究生产车门防撞梁中经常出现的减薄、破裂、起皱和回弹成形等缺陷。建立了适用于350~500°C的本构模型,并用于铝合金热冲压数值仿真。进行冲压试验和数值模拟以弄清成形缺陷的量化规律并分析工艺参数对成形缺陷的影响。研究结果表明:铝合金热冲压中破裂现象得到改善,回弹基本消除。增大压边力可减轻起皱的程度,但压边力超过15 kN将导致工件最大拉深处破裂。在压边力为3~5 kN,冲压速度为50~200 mm/s及有润滑的条件下,可以避免成形缺陷的产生。     

基于M-K理论的5182铝合金汽车板成形极限预测

5182铝合金因比强度高、成形性能优良,作为轻质材料在汽车覆盖件上得到了广泛应用。成形极限是衡量板材成形性能的重要指标,是冲压模具设计的重要依据。基于M-K理论,采用Voce硬化模型和Barlat89屈服准则,预测5182铝合金板材的成形极限,并与实验数据进行对比。结果表明:在初始厚度不均匀度为0.998时,预测曲线与实验数据吻合程度较好,验证了M-K理论预测成形极限的可靠性。     

5182-O铝合金板材自冲铆接工艺参数对接头组织和性能的影响EI北大核心CSCD

在D、F两种底模作用下,采用4种长度的铆钉(5.0 mm、5.5 mm、6.0 mm和6.5 mm)对5182-O铝合金板材1.5 mm+1.5 mm组合接头进行自冲铆接试验,对接头剖切面进行关键特征值测量,利用EBSD、硬度测试及拉伸试验对接头的组织和强度、吸能进行了研究;并基于5182-O板材在不同应变速率下的本构模型及Johnson-Cook损伤模型,建立自冲铆接成形过程模型,并与试验结果进行对比验证。结果表明:随着铆钉长度的增加,接头的强度、吸能呈先提高后降低的变化趋势,铆钉长度为6.0 mm时,接头性能最佳;在相同铆钉长度下,D组接头力学性能明显高于F组,原因是D组接头板材变形程度明显大于F组,加工硬化程度更高。利用DEFORM-2D软件对自冲铆接成形过程进行模拟,仿真结果与真实试验误差在15%以内,验证了模型的准确性。     

6111铝合金热变形行为及本构方程

利用Gleeble-1500热模拟机,研究6111铝合金在变形温度为350℃～550℃、应变速率为0.01s-1～10s-1的热变形流变应力行为。研究结果表明,6111铝合金为正应变速率敏感材料,且随着变形温度升高抗拉强度减小,其热变形经历了从应变硬化阶段过渡到稳态变形阶段的过程,软化机制主要为动态回复;采用Zener-Hollomon参数建立6111铝合金的本构方程,该方程可用于模拟6111铝合金材料一般加载情况下的热成形过程。