7075航空铝金板淬火拉伸余应力数值模拟实验研究.pdf

中文摘要 摘 要 课题来源于国家科技特派计划资助项目“12000吨航空用大型铝板张力拉伸机 吨拉伸机拉伸过程及应力应变状态控制技术开发。 航空铝合金板材经过轧制、淬火、预拉伸等工序产生残余应力，残余应力引 起的加工变形是航空自动化制造领域的瓶颈。论文针对7075航空用铝合金板材淬 火与拉伸残余应力形成机理及分布规律等问题开展研究，以提高生产效率和产品 质量，降低生产成本和保护生产设备，具有重要的理论意义及工程实用价值。 论文的主要内容如下： ①7075铝合金板材淬火残余应力大小及分布规律的研究。充分考虑铝合金在 高温下的材料属性，特别是铝合金流变应力特性，建立全耦合法数值模拟铝合金 淬火过程的仿真模型，揭示淬火过程中温度场、应力应变场、拉应力与压应力区 域转换以及塑性变形区域分布等变化规律，得到不同厚度铝合金板材的淬火残余 应力大小及分布。 ②研究机械拉伸法消除铝合金板材淬火残余应力的机理，建立铝合金板材的 预拉伸数值模拟弹塑性模型，研究不同厚度7075铝合金板材拉伸后残余应力的分 布规律以及不同拉伸率对残余应力消除效果的影响，对拉伸率进行优化。 ③考虑铝合金板材实际拉伸过程中夹持钳口的制约作用，建立基于弹塑性接 触的预拉伸数值模拟弹塑性模型，研究不同厚度7075铝合金板材拉伸后变形区域 分布及各区域残余应力的分布规律，对变形区域进行量化划分，确定板材锯切量 与厚度的关系。 ④铝合金板材淬火残余应力和拉伸后残余应力的实验研究。对7075铝合金 小试件进行盐浴炉淬火和拉伸仪拉伸实验测试，验证淬火拉伸数值模拟模型的准 确性；对辊底炉淬火和6000吨拉伸机拉伸的铝合金板材进行了工业现场实验测试， 检验数值模拟分析出的拉伸工艺参数的正确性。 关键词：铝合金，淬火，拉伸，残余应力，拉伸率，锯切量 英文摘要 ABSTRACT The comesfromthe andfunded national appointed of project specially program scienceand controland oftension technology‘‘Stretchingprocess applicationstretching machinefor12000 aeronauticaluminum tonnage alloy commissioned andstatecontrolof enterprise project‘technologydevelopment andstrainfor12000 machine”． stretchingprocess，stress tonnagestretching Manufacturedeformmioncausedresidualstressisa to by toughproblemsolve， after and ofaviationaluminum produced rolling，hardeningpre—stretchingprocesses formationmechanismanddistributionlawof and alloyplate．The quenc