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铝合金油箱壳体电磁成形复合冲压试验研究
| 论文题名： | 铝合金油箱壳体电磁成形复合冲压试验研究 |
| 关键词： | 铝合金;油箱壳体;电磁成形复合冲压;高速拉伸;数值模拟 |
| 摘要： | 随着汽车、航空航天等制造业结构轻量化的发展趋势，铝、镁合金等高强度低密度低成形性材料应用日益增加。电磁成形的研究对于提高轻金属板材成形效果方面表现出了较大的优势和广阔的应用前景。本文对铝合金及低碳钢的高速铝应变情况进行了分析，研究了铝合金平板件的电磁成形，提出并实现了成形菲亚特汽车油箱壳体的电磁成形复合冲压技术，并对电磁成形磁场及变形过程进行了模拟。 使用旋转盘动态拉伸装置，进行了关于铝合金AA6016、AA5182及低碳钢V1158、Fep04四种材料的高速拉神试验，应变速率为500～1600s<'-1>。得到在高应变速率下，相应的应力应变情况。确定高应变速率可提高上述四种材料的延展性，并且铝合金的提高要高于低碳钢~V1158、Fep04材料。高速率变形可提高AA6016、AA5182及低碳钢V1158、Fep04四种材料的加工性能。 完成了关于AA6016、AA5182、AA5754、AC300四种铝合金平板件的电磁成形试验。对试验成形工件的高度、形状、应变分布，以及电路中脉冲电流等情况进行了测量和分析。通过测量验证了工件中径向应变分布为双峰形。同时随着放电电压增大，电磁成形工件成形高度及各位置应变都增大。AA5182、AA6016、AA5754三种材料的平板电磁成形中，AA5754的成形效果最好。 采用多种线圈、集磁器结构，对小尺寸零件的平板类电磁成形进行了有益的探索。探索了加热工件及线圈置于低温环境对电磁成形的影响，加热时电阻率对电磁成形的影响起主导作用，在20～500℃范围内，温度升高电磁成形高度有所下降。而线圈置于低温环境对提高工件成形有一定效果完成了菲亚特公司提供的汽车油箱壳体工件的成形，实现复合冲压在油箱壳体成形的工艺。通过对成形工件的对比、测量，证实了此技术对于改善该油箱壳体零件成形的应力应变分布具有较好的作用。并为电磁成形在零件成形的应用做了一定的准备工作。 开展了电磁成形的数值模拟工作，对电磁成形线圈的磁力线、磁感应强度、电磁力等的分布情况布进行分析和模拟，并对平板件电磁成形的变形过程进行模拟。线圈上方放有工件时线圈周围的磁力线主要集中于工件内部，且工件半径中心区域的磁感应强度、电磁力为最大，板坯受到的力主要是轴向磁场力。电磁成形的自由变形过程为1/2半径位置附近最先突起变形，近似为两个突起位置逐渐升高的M形状，圆心处在变形主要发生在加载结束。并最终变形为顶端有圆角的圆锥形。 |
| 作者： | 耿长刚 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 陆辛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 机械科学研究院 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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