考慮損傷的高強度7075鋁合金溫熱成形極限研究.pdf

1、隨著能源供應(yīng)與需求之間的矛盾愈演愈烈，如何降低能耗、減少污染成為了亟待解決的問題。作為實現(xiàn)節(jié)能減排目標的有效措施之一，汽車輕量化技術(shù)已然成為汽車產(chǎn)業(yè)中的重點研究內(nèi)容。鋁合金因其優(yōu)異的綜合性能，成為理想的運用于車身的輕質(zhì)材料。但鋁合金在常溫下的成形性能很差，無法滿足生產(chǎn)需求，因此，將溫熱成形技術(shù)與鋁合金板材相結(jié)合，改善鋁合金成形性能，實現(xiàn)車身復(fù)雜零部件的生產(chǎn)制造成為了相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點。在成形過程中，人們關(guān)注于材料發(fā)生破壞的位置及狀態(tài)，成

2、形極限圖能夠?qū)ζ浼右耘袛唷Ｄ壳?，雖然國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者對金屬材料的成形極限圖進行了一系列研究，但鮮有對高強度7075鋁合金板材溫熱成形條件下的成形極限圖的研究。因此，本文針對7075-T6鋁合金板材的溫熱成形極限展開了相應(yīng)的研究。
　　首先，基于高溫熱力拉伸試驗平臺，對7075-T6鋁合金的高溫熱力學(xué)性能展開了研究，獲得了不同溫度（20℃-500℃）、不同應(yīng)變率（0.1、0.01、0.001s-1）下材料的拉伸曲線。并對試樣內(nèi)部微觀結(jié)

3、構(gòu)進行觀察分析。在此基礎(chǔ)上建立了基于連續(xù)介質(zhì)損傷的統(tǒng)一粘塑性本構(gòu)模型。研究結(jié)果表明：同一應(yīng)變率下，材料強度隨溫度升高而降低，延伸率隨溫度升高呈現(xiàn)先減后增的趨勢；同一溫度下，材料強度及延伸率均隨應(yīng)變率增大而增大；本文建立的本構(gòu)模型能夠?qū)?075-T6鋁合金高溫拉伸變形下的流變行為進行描述。
　　其次，基于溫熱成形極限試驗平臺，開展了7075-T6鋁合金板材的溫熱成形極限試驗研究，獲得了300℃條件下材料的成形極限圖。分別基于M-K理

4、論與連續(xù)介質(zhì)損傷理論建立了7075-T6鋁合金板材的成形極限預(yù)測模型，并對預(yù)測模型中的參數(shù)進行了分析研究。研究結(jié)果表明：基于連續(xù)介質(zhì)損傷理論所建立的成形極限預(yù)測模型的預(yù)測結(jié)果與試驗結(jié)果更為接近，且該模型具有更廣泛的適用性。
　　最后，基于建立的成形極限預(yù)測模型對不同溫度的成形極限曲線進行了預(yù)測，并以此建立了考慮溫度的三維成形極限圖（3D-TFLD）。本文對7075-T6鋁合金板材溫熱成形極限進行的研究，為后續(xù)相關(guān)研究與應(yīng)用提供了一