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摩擦效应对覆层板粘性介质压力成形性能影响的研究

摩擦效应对覆层板粘性介质压力成形性能影响的研究

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作者：姚永杰沈阳航空航天大学

学位级别：硕士

覆层板成形是通过改变成形板的受力状态来提高难变形板材塑性变形能力的主要方法之一。覆层板成形过程中成形板塑性变形能力的提高除了与覆板的塑性变形能力、材料强度等方面有关外,还与成形板与覆板之间的界面摩擦有关。本文以塑性变... 详细信息

覆层板成形是通过改变成形板的受力状态来提高难变形板材塑性变形能力的主要方法之一。覆层板成形过程中成形板塑性变形能力的提高除了与覆板的塑性变形能力、材料强度等方面有关外,还与成形板与覆板之间的界面摩擦有关。本文以塑性变形能力较差的5A02铝合金作为成形板,以塑性变形能力较好的SUS304不锈钢作为覆板,研究了5A02/SUS304覆层板之间不同摩擦状态对其粘性介质压力成形性能的影响。首先,分别采用润滑材料聚四氟乙烯(PTFE)、硅橡胶、石墨、二硫化钼及机械润滑油对成形板与覆板接触界面进行润滑,通过平板滑动实验测量了使用不同润滑剂润滑及无润滑条件下,不同法向压力和不同滑动速度时5A02/SUS304覆层板接触界面的摩擦力,基于库伦摩擦定律,获得了不同润滑状态及法向压力和滑动速度对5A02/SUS304覆层板接触界面摩擦系数的影响规律。其次,对覆层板胀形过程进行中成形板的受力状态进行了理论分析,通过不同润滑状态下5A02/SUS304覆层板粘性介压力胀形实验,研究了不同的界面摩擦状态对5A02板材破裂位置、极限胀形高度、胀形试件壁厚分布的影响,观察了不同润滑状态下5A02板材极限胀形试件断口处金相组织及断口形貌的变化。在此基础上,进行了5A02/SUS304覆层板粘性介质压力胀形过程有限元分析,研究了摩擦系数对5A02板材等效应力、等效应变及壁厚分布的影响。最后,采用有限元方法对5A02半球形件覆层板粘性介质拉压力拉深过程进行了分析,对比确定了较优的压边力加载曲线,分析了5A02/SUS304覆层板不同摩擦系数对5A02半球形件的等效应力、等效应变、壁厚分布及法兰区材料径向流动量的影响。在此基础上进行了5A02半球形件覆层板粘性介质压力拉深实验,实验结果与有限元分析结果吻合较好。

关键词：覆层板成形润滑条件摩擦系数成形性能

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基于界面效应的铝合金拼焊覆层板胀形性能研究

基于界面效应的铝合金拼焊覆层板胀形性能研究

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作者：张佳彬沈阳航空航天大学

学位级别：硕士

拼焊板胀形过程由于焊缝存在导致成形困难,容易出现破裂、焊缝偏移等质量缺陷,结合覆层板成形工艺的优势,通过改变覆板与拼焊板间的界面摩擦及覆板厚度,从而改善拼焊试件在成形过程中的受力状态及变形规律,减少其焊缝偏移,进而提高成形... 详细信息

拼焊板胀形过程由于焊缝存在导致成形困难,容易出现破裂、焊缝偏移等质量缺陷,结合覆层板成形工艺的优势,通过改变覆板与拼焊板间的界面摩擦及覆板厚度,从而改善拼焊试件在成形过程中的受力状态及变形规律,减少其焊缝偏移,进而提高成形性能及极限胀形能力。结合理论分析、有限元分析及实验验证,优化了拼焊覆层板胀形成形工艺,从而为此类拼焊板成形提供新方案。首先,对拼焊覆层板胀形过程中拼焊板的受力状态进行了理论分析,明确了覆板力学性能及覆板对拼焊板产生的界面摩擦力对拼焊板试件的应力分布、坯料流动的影响,为拼焊覆层板胀形成形研究提供理论基础。其次,对两种摩擦副间分别采用润滑材料PTFE、二硫化钼及润滑油进行界面润滑,依据平板滑动摩擦实验测量了5A02-5A06/SUS304在使用不同润滑剂润滑条件下,在不同法向压力下两摩擦副间的界面摩擦力,通过库伦摩擦定律,得到了不同润滑及不同法向压力条件下对5A02-5A06/SUS304间界面摩擦系数的影响规律。最后,采用有限元分析及实验验证对拼焊覆层板胀形过程进行分析,得到了拼焊覆层板在不同界面润滑及不同覆板厚度条件下拼焊试件应力、壁厚、最大焊缝偏移及极限胀形高度分布规律,得出覆板在与弱侧5A02保持小摩擦、与强侧5A06保持大摩擦,且较大覆板厚度时拼焊板胀形性能好,即最佳成形工艺条件为5A02-0.02/5A06-0.3,覆板厚度为1.0mm。

关键词：拼焊板覆层板成形界面摩擦润滑条件成形性能

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