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高速列车用6N01铝合金弯曲行为研究
| 论文题名： | 高速列车用6N01铝合金弯曲行为研究 |
| 关键词： | 铝合金;有限元模拟;高速列车;力学性能;弯曲行为 |
| 摘要： | 铝合金具有密度小、强度适中和耐腐蚀等优点，是制造高速列车和地铁列车等的良好材料。弯曲成形是大型薄壁铝合金型材最常用的加工工艺之一，但由于我国铝合金车体的生产应用起步较晚，相关数据缺乏，同时由于铝合金型材力学性能不具有通用性，研究车体常用的6N01铝合金大型型材力学性能和弯曲行为具有重要的意义。本文首先对6N01铝合金型材各部位的取样进行了拉伸、金相观察、XRD和SEM等实验，然后对其板材与型材进行了三点弯曲实验和有限元模拟验证。研究结果表明:6N01铝合金型材截面不同位置及沿壁厚方向力学性能是不均匀的，根源是组织差异，是由于挤压状态、冷却方式和热处理工艺条件的差异所导致;6N01铝合金T4热处理状态最低屈服强度为150MPa、抗拉强度为186MPa、断裂伸长率为23％，其性能不均匀性主要体现在塑性变形抗力和塑性变形能力上，对极限承载能力的影响相对较小;T4状态拉伸断口存在较多韧窝，是一种典型的微孔聚集型断裂;T5状态6N01铝合金析出了大量颗粒状Mg2Si和白色杆状Al5FeSi，其最低屈服强度和抗拉强度提高至220MPa和282MPa、塑性下降到8.5％，此时力学性能不均匀性仍然存在，拉伸断口具有冰糖状形貌，以脆性沿晶断裂为主要特征，局部存在韧窝;板材三点弯曲实验发现T4状态铝合金板材的弯曲性能良好，厚度小于10mm时相对最小弯曲半径可以达到1;T5状态铝合金板材弯曲性能下降，相对最小弯曲半径为2.8-2.9;可以利用ANSYS/LSDYNA有限元软件模拟预测板材三点弯曲过程，所得的最小弯曲半径及弯曲角度和实验一致;T4状态双腔式6N01铝合金大型型材的弯曲性能良好，以截面畸变为主要失效形式，最小弯曲半径随拉伸面壁厚减小而增大;T5状态铝合金弯曲性能下降，以破裂为主要失效形式，最小弯曲半径随拉伸面壁厚增大而增大;有限元模拟可以研究铝合金型材三点弯曲成型的各种影响因素，并找到这些影响因素的最优解，为生产实际提供工艺指导。 |
| 作者： | 陈灿龙 |
| 专业： | 材料学 |
| 导师： | 李建亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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