7B04铝合金预拉伸厚板生产过程数值分析

摘要

7804铝合金厚板在生产过程中发现,部分工件内存在过大的内应力,从而导致产品在后续加工过程中产生变形,这在一定程度上降低了产品的合格率.为了解决这一问题,本文利用非线性有限元软件对7804铝合金厚板生产过程中应力场进行了数值模拟,得出了应力场的分布规律,并对模拟结果进行了比较分析,为生产工艺的优化奠定了基础.数值模拟的结果表明,淬火后,板材的表层受压应力而内部受拉应力,且各处应力分布非常不均匀.压光过程对降低淬火后板材中的应力幅值和应力的均匀分布方面有一定的作用,但这种作用在后续的拉伸过程中被大大削弱了,压光过程不但起不到预先设想的平整工件、减小应力的效果,而且会在板材两端产生应力集中区域,给后续生产过程带来很大麻烦,因此在7804铝合金厚板生产过程中可以将冷轧压光工序去掉.压光后拉伸过程和淬火后直接拉伸过程的模拟结果表明,拉伸是7804铝合金厚板生产过程中消除残余应力最关键的一个环节,拉伸使板材中产生塑性变形,大大降低了以前工序引起的铝板中纵向、横向应力幅值并使应力分布趋于均匀化.通过对淬火后拉伸过程和压光后拉伸过程的模拟结果比较可知,淬火后直接拉伸过程板材中的纵向和横向应力幅值更小,分布更均匀,在板材端部也没有应力集中区域,后续加工时只需切除钳口夹持区域即可,这既有利于进一步的深加工,也节省了材料.通过模拟还发现:对板材进行不同纵向塑性延伸率的拉伸时,应力的幅值和分布规律有所不同,对于4000mm×1400mm×45mm规格的7804铝合金厚板来说,纵向塑性延伸率为2.5％时,拉伸效果最好.

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题来源及研究意义

1.2预拉伸板中残余应力的研究现状

1.2.1预拉伸板中残余应力的产生

1.2.2预拉伸板中残余应力存在的影响

1.2.3预拉伸板中残余应力的消除和调整

1.3残余应力的测试

1.4材料加工过程有限元数值模拟研究现状

1.5本课题的研究内容

第2章7B04铝合金预拉伸厚板淬火过程数值分析

2.1淬火过程数值模拟研究近况

2.2 7B04铝合金预拉伸厚板模型有限元网格划分

2.3温度场分析初始条件和边界条件的确定

2.3.1初始条件的确立

2.3.2边界条件的确立

2.4 7B04铝合金材料物性参数

2.4.1 7B04铝合金预拉伸板的成分

2.4.2 7B04铝合金预拉伸板生产工艺流程

2.4.3 7B04铝合金预拉伸板的规格及工艺参数

2.4.4 7B04铝合金预拉伸板主要物性参数

2.5 7B04铝合金材料的力学性能参数

2.6几何特性和载荷历程定义

2.7淬火温度场理论

2.8淬火温度场的数值模拟

2.9淬火过程应力场分析

2.10 7B04铝合金预拉伸厚板淬火应力场的数值模拟

2.11本章小结

第3章7B04铝合金预拉伸厚板压光过程数值分析

3.1有限元法在轧制过程中的应用

3.2压光过程有限元模拟模型的建立

3.3压光过程数值模拟结果分析

3.4本章小结

第4章7B04铝合金预拉伸厚板拉伸过程数值分析

4.1压光后拉伸过程有限元模拟模型的建立

4.2压光后拉伸过程数值模拟结果分析

4.3淬火后拉伸过程数值模拟结果分析

4.4应力场测试结果与模拟结果的比较分析

4.5本章小结

结论

参考文献

附录

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致谢

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