5A06铝合金非对称件双向加压拉深成形研究

论文摘要

板材液压成形技术是金属板料加工领域发展起来的柔性成形技术。其采用液体作为传力媒介，在液体压力作用下使得板料成形，相比于普通拉深成形技术，板材液压成形技术减少了成形工序，可成形高径比大的零件，同时成形零件质量好。双向加压拉深技术基于板材充液拉深技术，它通过在板料上表面施加正向压力与液室压力相互配合成形零件。正向压力的作用消除了成形初期悬空区的反胀减薄，适合于成形悬空区较大的锥形件，球底筒形件等复杂的薄壁零件。本文以5A06铝合金非对称筒形件为研究对象，采用液体双向加压拉深工艺，通过有限元模拟与双向加压拉深实验研究不同工艺参数对成形过程的影响，总结出提高铝合金拉深性能的最佳工艺参数。通过对成形过程的力学分析，得到了双向加压拉深过程中板料发生破裂的临界条件，给出了拉深成形过程中发生破裂的影响因素。采用动态显示分析软件ETA/DYNAFORM对成形过程进行了数值模拟，分析了斜切角度、正向压力、双向压力和摩擦系数对于非对称件壁厚分布的影响，总结了各工艺参数对拉深成形的影响规律，分析了成形过程中塑性变形发展规律，给出了典型点在成形过程中的运行轨迹和应力应变状态。通过对非对称筒形件双向加压拉深的实验研究，对数值模拟得到的变形规律进行了验证，总结了提高成形性能的最佳双向压力，成形出合格的非对称筒形件。对成形件进行了壁厚分析和成形过程的应变测试，研究了正向压力与双向压力对壁厚分布的影响规律，并对成形过程中的塑性失稳及缺陷种类进行了总结，并给出了有效的解决方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 板材液压成形原理及特点
• 1.2.1 板材液压成形技术原理
• 1.2.2 板材液压成形技术特点
• 1.3 板材液压成形应用概况和发展趋势
• 1.3.1 板材液压成形国内外研究应用概况
• 1.3.2 板材液压成形的发展趋势
• 1.4 课题研究目的及意义
• 1.5 课题的主要研究内容
• 第2章 非对称筒形件双向加压拉深成形理论分析
• 2.1 引言
• 2.2 非对称件筒形件双向加压拉深成形工艺
• 2.2.1 非对称筒形件尺寸及材料
• 2.2.2 双向加压拉深成形原理及特点
• 2.3 双向压力作用下成形过程的力学分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 非对称件筒形件双向加压拉深成形数值模拟
• 3.1 引言
• 3.2 数值模拟模型及方案
• 3.2.1 数值模型的建立
• 3.2.2 数值模拟方案
• 3.2.3 双向加压加载路径的确定
• 3.3 非对称件筒形件双向加压拉深成形模拟分析
• 3.3.1 不同斜切角度对壁厚分布的影响
• 3.3.2 正向压力对壁厚分布的影响
• 3.3.3 双向压力对壁厚分布的影响
• 3.3.4 摩擦系数对壁厚分布的影响
• 3.4 非对称件筒形件双向加压拉深成形应力应变分析
• 3.4.1 双向加压拉深成形塑性变形的发展规律
• 3.4.2 质点运行轨迹分析
• 3.4.3 典型点的应力应变分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 非对称筒形件双向加压拉深成形实验研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验设备及模具结构
• 4.3 实验方案的制定
• 4.4 非对称筒形件双向加压实验分析
• 4.4.1 正向压力对成形过程的影响
• 4.4.2 双向压力对成形过程的影响
• 4.5 成形过程应变分析及失效形式分析
• 4.5.1 成形过程的应变分析
• 4.5.2 典型失效形式分析
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢