【摘 要】
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AA5182铝合金具有低密度、抗腐蚀性强、导电导热性能强等优点,主要应用于汽车车身制造、加强件以及易拉罐加工等。与低碳钢相比,AA5182室温下成形性较差的问题限制了其进一步
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AA5182铝合金具有低密度、抗腐蚀性强、导电导热性能强等优点,主要应用于汽车车身制造、加强件以及易拉罐加工等。与低碳钢相比,AA5182室温下成形性较差的问题限制了其进一步的应用,而有研究表明温度的升高能够提升铝合金的成形性能,因此本文针对AA5182铝合金在温热成形条件下成形极限进行了研究。基于M-K模型结合不同屈服准则,对AA5182铝合金温热条件下的成形极限进行计算,结合实验比较不同屈服准则下的预测结果,比较模型中不同参数对预测结果的影响。同时对AA5182铝合金温热条件下拉深过程进行模拟。本文的主要研究内容和结论如下:(1)通过进行温度条件处于25℃300℃,应变速率在0.001s-1、0.01s-1区间的温热拉伸试验,获得AA5182在不同温度、不同应变速率下的应力应变曲线和厚向异性系数。对硬化曲线进行拟合确定本构方程中的材料参数。基于M-K模型,分别结合Barlat89、YLD2000和Hill48屈服准则,建立了用于预测AA5182成形极限的理论模型。(2)分别在200℃、250℃和300℃进行AA5182温成形极限实验,测量试样的极限应变,得到材料在不同温度下的成形极限曲线。结果表明,随着温度的提升,AA5182的成形极限显著提高。通过对比实验数据与预测结果,比较不同屈服准则预测结果的准确性,并选择适用性最佳的屈服准则。(3)基于所建立的M-K理论模型,计算不同参数下(如温度,应变速率敏感指数和应变硬化指数)的成形极限。比较并分析了不同因素变化对于成形极限的影响及其影响原因。结果表明随着温度的升高,AA5182成形性显著提高;而相比于应变硬化指数,应变速率敏感指数的变化对于材料成形性表现出更大的影响;同时不同加载路径下对应变速率敏感指数变化响应不同,表现为所预测成形极限曲线的形状随应变速率敏感指数变化而变化。(4)对AA5182拉深过程进行有限元模拟,并分析了筒形件拉深成形性问题。结合实验结果和建立M-K模型预测结果,对比分析了拉深件的关键区域的有限元仿真结果。结果表明,理论计算和有限元仿真技术对于AA5182成形极限的预测有着实际意义和指导作用。
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