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高速列车铝合金墙板超塑成形工艺数值模拟研究
| 论文题名： | 高速列车铝合金墙板超塑成形工艺数值模拟研究 |
| 关键词： | 铝合金;数值模拟;高速列车;墙板零件;超塑成形工艺 |
| 摘要： | 随着轨道交通产业的发展，铝合金逐渐取代不锈钢成为车体的首选材质，以实现车体的轻量化，其中铝合金墙板是最为典型的代表。但是，受制于铝合金的成形性能以及墙板零件的要求，铝合金墙板零件的整体成形工艺成为研究的热点问题。本文以某型号高速列车铝合金墙板零件为研究对象，对其成形工艺进行研究。 对铝合金墙板零件的结构特点和技术要求进行分析，提出了将气压热拉深工艺与超塑性气胀工艺相结合的成形方法，制定出了铝合金墙板零件的成形工艺方案：反向气压热拉深→正向胀形→超塑性气胀成形→去底切边。 通过单向拉伸实验，对5A02铝合金热态成形性能进行研究，得到5A02铝合金的高温流变应力曲线，并对其超塑性变形规律进行了分析。结果表明：在350℃、0.0001s-1应变速率下该材料的最大延伸率达到225％，表现出良好的超塑性成形性能。采用金相分析法对保温时间和温度对5A02组织的影响进行研究，研究表明，加热温度越高，保温时间越长，晶粒尺寸越大。同时，对5A02真实应力应变曲线进行分析，建立了5A02的Fields Backofen真实应力参数模型。 借助ABAQUS有限元分析软件对铝合金墙板的超塑成形工艺过程进行了分析，分别对气压加载路径、模具尺寸、原始坯料尺寸对工艺变形规律的影响进行研究。研究结果表明：初始坯料尺寸以及形状、预成形模零件尺寸对最终成形墙板零件的壁厚分布有很大的影响。通过数值模拟，确定了本文所选用墙板零件的最佳工艺路线。 |
| 作者： | 何留洋 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 赵长财;王国山 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 燕山大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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