Al6016-T4板材成形过程中力学行为及其受脉冲电流影响规律的研究
发布时间：2024-04-15 04:01
汽车轻量化是目前汽车行业及相关原材料行业的研发热点,汽车减重能有效降低油耗,减轻尾气排放污染。针对重要的汽车轻量化金属铝合金板材建立准确的材料本构模型及断裂失效准则,有助于结合数值模拟技术描述铝合金的力学行为,预测其成形极限,进而优化工艺参数,提高成形质量。通过研究脉冲电流对铝合金力学行为的影响,有助于推广铝合金成形新工艺,改善铝合金加工性能。本文以Al6016-T4铝合金板材为研究对象,分析了各向异性及应力状态对其力学行为的影响;首先设计了六种不同形状尺寸的试样进行单向拉伸实验,运用DIC法获取材料力学性能参数。通过比较各取向狗骨试样的基本力学性能参数,研究了Al6016-T4铝合金板材的各向异性;深入分析了不同应力状态试样在其断裂前的真实应变分布及其截面各点在整个拉伸过程中的真实应变演化。通过对三种不同缺口试样的载荷位移曲线及断裂点应变演化进行对比,分析探究了缺口半径对材料断裂行为的影响。利用实验数据实现了对Hill48、Drucker与Yld91屈服准则及Swift、Voce与SwiftVoce三种硬化模型的参数标定,不同屈服准则及硬化模型通过材料子程序VUMAT植入有限元软件A...
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 各向异性屈服准则在铝合金板材成形中的研究现状
1.3 韧性断裂准则在铝合金板材断裂预测中的应用现状
1.4 脉冲电流对材料力学行为影响的研究现状
1.4.1 脉冲电流对材料力学性能影响的研究现状
1.4.2 脉冲电流对材料断裂行为影响的研究现状
1.5 课题来源、研究意义及研究内容
1.5.1 课题来源及研究意义
1.5.2 课题研究内容
第二章 Al6016-T4 板材成形实验及结果分析
2.1 引言
2.2 材料力学性能实验与断裂实验
2.2.1 实验材料与试样制备
2.2.2 实验平台及实验条件
2.3 Al6016-T4 板材成形实验结果分析
2.3.1 各向异性对Al6016-T4 力学性能的影响
2.3.2 不同应力状态对Al6016-T4 变形行为的影响
2.4 本章小结
第三章 本构模型对Al6016-T4 板材成形过程有限元分析的影响研究
3.1 引言
3.2 有限元模型的建立
3.2.1 几何模型
3.2.2 材料模型
3.2.3 单元类型与网格划分
3.3 硬化模型参数标定及其对成形过程有限元分析的影响
3.3.1 不同硬化模型的参数拟合
3.3.2 不同硬化模型对成形过程有限元分析的影响
3.4 三种不同屈服函数的参数标定
3.5 非相关性流动准则的算法实现
3.6 不同屈服函数及流动准则对成形过程有限元分析的影响
3.7 本章小结
第四章 Al6016-T4 板材在不同应力状态下的断裂预测
4.1 引言
4.2 有限元模型应变预测准确性的验证
4.2.1 网格大小敏感度分析
4.2.2 不同应力状态下的应变分布
4.2.3 不同应力状态下的应变演化
4.3 不同韧性断裂准则的标定
4.3.1 常用的非耦合韧性断裂准则
4.3.2 断裂初始点及断裂应变的确定
4.3.3 应力三轴度与罗德参数的确定
4.3.4 韧性断裂准则的标定与断裂轨迹的建立
4.4 不同韧性断裂准则对Al6016-T4 板材断裂行为预测精度的影响
4.4.1 不同应力状态下断裂位移的分析比较
4.4.2 不同应力状态下断裂应变的分析比较
4.5 本章小结
第五章 脉冲电流对Al6016-T4 板材力学行为的影响规律研究
5.1 引言
5.2 实验平台与实验条件
5.2.1 实验平台与实验设备
5.2.2 试样制备
5.3 双因素电流参数对Al6016-T4 板材力学性能的影响规律
5.3.1 占空比与电流密度对Al6016-T4 板材力学性能的联合影响规律
5.3.2 电流密度与脉冲频率对Al6016-T4 板材力学性能的联合影响规律
5.3.3 脉冲频率与占空比对Al6016-T4 板材力学性能的联合影响规律
5.4 单因素电流参数对Al6016-T4 板材力学性能及硬化行为的影响
5.4.1 脉冲频率对Al6016-T4 板材力学性能及硬化行为的影响
5.4.2 电流密度对Al6016-T4 板材力学性能及硬化行为的影响
5.5 本章小结
结论与展望
主要工作及结论
不足与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
本文编号：3955704
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 各向异性屈服准则在铝合金板材成形中的研究现状
1.3 韧性断裂准则在铝合金板材断裂预测中的应用现状
1.4 脉冲电流对材料力学行为影响的研究现状
1.4.1 脉冲电流对材料力学性能影响的研究现状
1.4.2 脉冲电流对材料断裂行为影响的研究现状
1.5 课题来源、研究意义及研究内容
1.5.1 课题来源及研究意义
1.5.2 课题研究内容
第二章 Al6016-T4 板材成形实验及结果分析
2.1 引言
2.2 材料力学性能实验与断裂实验
2.2.1 实验材料与试样制备
2.2.2 实验平台及实验条件
2.3 Al6016-T4 板材成形实验结果分析
2.3.1 各向异性对Al6016-T4 力学性能的影响
2.3.2 不同应力状态对Al6016-T4 变形行为的影响
2.4 本章小结
第三章 本构模型对Al6016-T4 板材成形过程有限元分析的影响研究
3.1 引言
3.2 有限元模型的建立
3.2.1 几何模型
3.2.2 材料模型
3.2.3 单元类型与网格划分
3.3 硬化模型参数标定及其对成形过程有限元分析的影响
3.3.1 不同硬化模型的参数拟合
3.3.2 不同硬化模型对成形过程有限元分析的影响
3.4 三种不同屈服函数的参数标定
3.5 非相关性流动准则的算法实现
3.6 不同屈服函数及流动准则对成形过程有限元分析的影响
3.7 本章小结
第四章 Al6016-T4 板材在不同应力状态下的断裂预测
4.1 引言
4.2 有限元模型应变预测准确性的验证
4.2.1 网格大小敏感度分析
4.2.2 不同应力状态下的应变分布
4.2.3 不同应力状态下的应变演化
4.3 不同韧性断裂准则的标定
4.3.1 常用的非耦合韧性断裂准则
4.3.2 断裂初始点及断裂应变的确定
4.3.3 应力三轴度与罗德参数的确定
4.3.4 韧性断裂准则的标定与断裂轨迹的建立
4.4 不同韧性断裂准则对Al6016-T4 板材断裂行为预测精度的影响
4.4.1 不同应力状态下断裂位移的分析比较
4.4.2 不同应力状态下断裂应变的分析比较
4.5 本章小结
第五章 脉冲电流对Al6016-T4 板材力学行为的影响规律研究
5.1 引言
5.2 实验平台与实验条件
5.2.1 实验平台与实验设备
5.2.2 试样制备
5.3 双因素电流参数对Al6016-T4 板材力学性能的影响规律
5.3.1 占空比与电流密度对Al6016-T4 板材力学性能的联合影响规律
5.3.2 电流密度与脉冲频率对Al6016-T4 板材力学性能的联合影响规律
5.3.3 脉冲频率与占空比对Al6016-T4 板材力学性能的联合影响规律
5.4 单因素电流参数对Al6016-T4 板材力学性能及硬化行为的影响
5.4.1 脉冲频率对Al6016-T4 板材力学性能及硬化行为的影响
5.4.2 电流密度对Al6016-T4 板材力学性能及硬化行为的影响
5.5 本章小结
结论与展望
主要工作及结论
不足与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
本文编号：3955704
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3955704.html