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预应变和烘烤对铝合金薄板力学性能影响的实验研究
| 论文题名： | 预应变和烘烤对铝合金薄板力学性能影响的实验研究 |
| 关键词： | 预应变;烘烤时效;汽车覆盖件;铝合金薄板;力学性能 |
| 摘要： | 汽车轻量化趋势带动铝合金在汽车工业领域的应用，6000系铝合金以其优良的综合力学性能广泛应用于汽车覆盖件。碰撞模拟作为整车研发可靠性的重要参考依据，关系到新车研发后期的试制和量产。可靠的材料力学性能和适用的屈服模型是进行有效碰撞模拟分析的前提条件。目前对于6000系铝合金的研究中大部分集中于烘烤时效硬化微观机理的解释和探讨，缺乏全面系统的宏观力学性能的研究。 针对上述问题，本文全面系统的探讨预应变和烘烤条件对车身用铝合金板材A6111-T4P力学性能参数的影响规律，为数值模拟提供可靠的参考数据。本课题探讨了0°，30°，45°，60°和90°预应变角度、3.46％~9.53%等效预应变量、平面预应变路径、双向等拉预应变路径，150℃~170℃烘烤温度，20~30min烘烤时间对A6111-T4P屈服强度、抗拉强度、延伸率及各向异性值的影响规律。并通过十字双向拉伸试验方法，获得了该材料在不同预应变和烘烤时效条件下应力空间中的5个屈服点和实验屈服点，并将实验屈服点与Hill48，Barlat89，和Yld2003三种常用的理论屈服轨迹进行比较，得到了不同预应变和不同烘烤条件下最适用的理论屈服准则。主要研究成果如下： 1)实验分析结果发现，屈服强度随等效预应变量的增加（10%以内）线性增加，预应变使厚向异性系数提高10%左右，但对抗拉强度和总延伸率无明显影响。 2)不进行预应变时，通过150℃~170℃，20~30min的烘烤时效过程，材料屈服强度提高25%~45%，抗拉强度提升10%~17%，屈强比提升12%左右，厚向异性值r提高至0.75，而延伸率有所下降。其中屈服强度、抗拉强度和屈强比随烘烤温度提升及烘烤时间延长而增大。 3)对A6111-T4P同时进行预应变和烘烤处理时，其屈服强度提高37~81 MPa。总硬化值随等效预应变量增加，烘烤温度提升及烘烤时间延长而增加。其中由于加工硬化产生的硬化效应占主导地位，但烘烤时效对材料总硬化值的贡献较低，约为10%~30%，且其比例随预应变量的增加而降低。 4)不同预应变条件及烘烤条件下，Barlat89屈服准则和Yld2003屈服准则与实验结果吻合较好，而Yld2003屈服准则可以很好地与双向等拉应变路径下的实验数据吻合，Yld2003可以更准确地描述A6111-T4P材料不同预应变及烘烤条件后的屈服轨迹。 |
| 作者： | 李姗珊 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 陈军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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